Sinyal ayrımı. Sinyallerin frekans bölümü

Aralarında N dijital kanalın düzenlendiği A ve B noktalarından oluşan en basit ağı düşünürsek (burada nasıl belirtilmemiştir), bu kanallar varsa, bu kanallar üzerinden sinyallerin bağımsız iletimi mümkündür. ayrılmış kendi aralarında. Kanalları iki nokta arasında bölmenin aşağıdaki yolları mümkündür:

Kanalları düzenlemek için farklı iletim ortamlarını kullanan alan bölümü;

Dijital sinyalleri farklı zaman aralıklarında farklı kanallarda ileten zaman bölümü;

Her sinyale belirli kod değerleri uygulanarak bölümün gerçekleştiği kod bölümü;

Dijital sinyallerin bir optik kabloda farklı dalga boylarında düzenlenen dijital kanallar üzerinden iletildiği dalga boyu bölümü;

Bir kanalı düzenlerken modaya göre bölme çeşitli türler içi boş dalga kılavuzlarının ve optik kablonun elektromanyetik dalgası (modları);

İçi boş dalga kılavuzlarının ve optik kabloların elektromanyetik dalga polarizasyonuyla ayrılması.

Her durumda, kanalların iki düğüm arasında ayrılması, elektromanyetik sinyal için tek bir yayılma ortamının varlığı anlamına gelmez. Sinyalleri bir yayılma ortamında iletmek için, bir veya başka bir karakteristikle (uzaysal hariç) ayrılan kanallar, bir dijital iletim sistemi (DTS) oluşturarak birleştirme (çoğullama) işlemi kullanılarak gruplandırılır.

İÇİNDE dijital sistemler anahtarlama (DSK), bu tür birleştirme ve bölme sinyalleri çoğunlukla zaman bölmeli çoğullama kullanılarak gerçekleşir. Zaman çoğullama şu anda sadece DSP'nin değil aynı zamanda DSC'nin de önemli bir bileşenidir ve özellikle bu sistemlerin birleşim noktasında belirleyici bir rol oynamaktadır. Telefonda zaman çoğullama, tek bir fiziksel iletişim hattı üzerinden iletildiğinde telefon kanallarını zaman içinde dağıtmaya (bölmeye ve birleştirmeye) yönelik bir araç olarak tanımlanır. Bu durumda darbe modülasyonu türlerinden biri kullanılır. Her darbe, kanallardan birinden gelen bir sinyale karşılık gelir; farklı kanallardan gelen sinyaller sırayla iletilir.

Geçici sinyal birleştirme prensibi Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.8, dönen bir komütatörü göstermektedir İLE(ortada), dönüşümlü olarak kanal dizisinin çıkışlarına bağlanır. Anahtar o anda kanal 1'in çıkışına bağlanır. T, zamanda kanal 2'nin çıkışına t2, zamanda N kanalının çıkışına tN, bundan sonra işlem tekrarlanır. Ortaya çıkan çıkış sinyali bir dizi sinyalden oluşacaktır farklı kanallar bir süreliğine birbirine göre yer değiştirmiş saatinde.

Alıcı taraftaki sinyallerin ayrılması benzer şekilde gerçekleşecektir: kanallara dönüşümlü olarak dönen bir komütatör bağlanır, ilk sinyali 1 numaralı kanala, ikincisini 2 numaralı kanala vb. iletir. Hat boyunca gelen sinyallerin gerekli kanallara gönderilebilmesi için alıcı ve verici taraftaki anahtarların çalışmasının belirli bir şekilde senkronize edilmesi gerektiği açıktır. Şek. 1.9, genlik-darbe modülasyonlu sinyallerin iletildiği üç kanalın birleştirilmesi durumuna ilişkin zamanlama diyagramlarını gösterir.

Yukarıda belirtildiği gibi DSP'ler, birkaç bitten oluşan dijital kod dizileri olan PCM sinyallerini kullanır.

Geçici dernek Birkaç PCM sinyali, herhangi bir zamanda hattın gelen kod dizilerinden yalnızca birinin iletimi için sağlandığı, ortak bir hat üzerinden ortak iletim için farklı kaynaklardan gelen kod dizilerinin birleşimidir.

PCM sinyallerinin geçici birleşimi bir takım parametrelerle karakterize edilir. Döngü zaman birleştirme, çeşitli kaynaklardan gelen PCM sinyallerinin iletimi için ayrılan bir dizi ardışık zaman aralığıdır. Zaman birleştirme döngüsünde, her PCM sinyaline, konumu benzersiz bir şekilde belirlenebilen belirli bir zaman aralığı tahsis edilir. Genellikle her sinyal kendi iletim kanalına karşılık geldiğinden, bir kanalın iletimi için ayrılan böyle bir zaman aralığına denir. zaman dilimi(CI). İki tür döngü vardır - temel, süresi sinyal örnekleme periyoduna eşit olan ve süper bisiklet - Her birinin konumunun benzersiz bir şekilde belirlendiği, birbirini takip eden ana döngülerin tekrarlanan bir dizisi.

Pirinç. 1.8. Zaman çoğullamanın dairesel yorumu

Pirinç. 1.9. Geçici dernek

PCM ekipmanı oluştururken şunları kullanırlar: homojen geçici birlik Birleşik PCM sinyallerinin kod sözcüğü iletim hızlarının aynı olduğu PCM sinyalleri. Bu, üretmeyi mümkün kılar grup birliği PCM sinyalleri ve bu temelde PCM sinyallerini iletmek için hiyerarşik sistemler oluşturun.

Radyo iletişim sistemlerinde sinyallerin kod bölünmesi ve demodülasyonu

1. KOD SİNYAL AYIRMA İLE RADYO HABERLEŞME SİSTEMLERİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Sistem nasıl çalışır? hücresel iletişim Kanalların kod bölümü ile bu şekilde açıklanabilir basit örnek. İnsanların sürekli konuştuğu büyük bir restoran veya mağazada olduğunuzu varsayalım. farklı diller. Çevredeki gürültüye (polifoni) rağmen partneriniz sizinle aynı dili konuşuyorsa anlarsınız. Aslında tahsis edilen aralığı frekansa (FDMA) veya zamana (TDMA) dayalı olarak dar kanallara bölen diğer dijital sistemlerden farklı olarak, CDMA standardı iletilen bilgi kodlanır ve kod gürültü benzeri bir geniş bant sinyaline dönüştürülür, böylece yalnızca kodun alıcı tarafta bulunmasıyla tekrar izole edilebilir. Aynı zamanda geniş bir frekans bandı üzerinden birçok sinyal birbirini etkilemeden eş zamanlı olarak iletilip alınabilmektedir. Oualcomm'un Kod Bölmeli Çoklu Erişim tekniğinin temel kavramları Doğrudan Sıralı Yayılım Spektrumu, Walsh Kodlaması ve güç kontrolüdür.

Geniş bant, çok geniş bir frekans bandını kaplayan ve gerçekte bilgi iletmek için gerekli olan minimum bant genişliğini önemli ölçüde aşan bir sinyali ileten bir sistemdir. Örneğin, düşük frekanslı bir sinyal, sinyalin frekans bant genişliğinin 2 katı olan bir frekans bandı üzerinden genlik modülasyonu (AM) kullanılarak iletilebilir. Düşük sapmalı frekans modülasyonu (FM) ve tek yan bantlı AM gibi diğer modülasyon türleri, bilginin, bilgi sinyalininkine benzer bir frekans bandı üzerinden iletilmesine izin verir. Geniş bantlı bir sistemde, yalnızca birkaç kilohertz bant genişliğine sahip bir kaynak taban bant sinyali (örneğin bir telefon sinyali), birkaç megahertz genişliğinde olabilen bir frekans bandı üzerinden dağıtılır. İkincisi, taşıyıcının iletilen bilgi sinyali ve bir geniş bant kodlama sinyali ile çift modülasyonuyla gerçekleştirilir.

Bir geniş bant sinyalinin temel özelliği, sinyal spektrum genişliği F ile periyodunun (T) çarpımı olarak tanımlanan B tabanıdır.

Sahte rastgele bir gürültü kaynağının sinyalinin bir bilgi sinyaliyle çarpılmasının bir sonucu olarak, ikincisinin enerjisi geniş bir frekans bandına dağıtılır, yani. spektrumu genişler.

Geniş bant iletim yöntemi, kanal kapasitesi kavramını ilk kez ortaya koyan ve belirli bir sinyal-gürültü oranına sahip bir kanal üzerinden bilginin hatasız iletimi olasılığı ile bunun için ayrılan frekans bandı arasındaki bağlantıyı kuran K.E. Shannon tarafından keşfedildi. bilgi iletimi. Herhangi bir sinyal-gürültü oranı için, bilgi iletimi için ayrılan frekans bant genişliğinin arttırılmasıyla düşük bir iletim hata oranı elde edilir.

Bilginin kendisinin geniş bant sinyaline çeşitli yollarla dahil edilebileceğine dikkat edilmelidir. En iyi bilinen yöntem, geniş bantlı gürültüye benzer bir BPS sinyali elde etmek için taşıyıcıyı modüle etmeden önce geniş bantlı modüle edici kod dizisi üzerine bilgi yerleştirmektir (Şekil 1).

Dar bant sinyali, her biri r 0 süreli N bitten oluşan, T periyoduna sahip bir sözde rastgele dizi (PSR) ile çarpılır. Bu durumda, PSP tabanı sayısal olarak PSP öğelerinin sayısına eşittir.

Bu yöntem, yüksek frekanslı sinyalin spektrumunu genişletmek için dijital dizi kullanan herhangi bir geniş bant sistemi için uygundur.

Geniş bant iletişiminin özü, sinyalin frekans bandını genişletmek, geniş bant sinyalini iletmek ve alınan geniş bant sinyalinin spektrumunu bilgi sinyalinin orijinal spektrumuna dönüştürerek faydalı sinyali ondan izole etmektir.

Alınan sinyal ile vericide kullanılan aynı sözde rastgele gürültü kaynağının (RPN) sinyalinin çarpılması, yararlı sinyalin spektrumunu sıkıştırır ve aynı anda spektrumu genişletir arka plan gürültüsü ve diğer parazit kaynakları. Alıcı çıkışındaki sinyal-gürültü oranında elde edilen kazanç, geniş bant ve temel bant sinyal bant genişlikleri oranının bir fonksiyonudur: spektrum yayılımı ne kadar büyük olursa, kazanç da o kadar büyük olur. Zaman alanında bu, radyo kanalındaki dijital akışın iletim hızının temel bilgi sinyalinin iletim hızına oranının bir fonksiyonudur. IS-95 standardı için oran 128 kat veya 21 dB'dir. Bu, sistemin yararlı sinyal seviyesini 18 dB aşan bir parazit parazit seviyesinde çalışmasına olanak tanır, çünkü alıcı çıkışındaki sinyal işleme, sinyal seviyesinin parazit seviyesini yalnızca 3 dB aşmasını gerektirir. Gerçek koşullarda parazit düzeyi çok daha azdır. Ayrıca sinyal spektrumunun genişletilmesi (1,23 MHz'e kadar) frekans çeşitliliği alım tekniklerinin bir uygulaması olarak düşünülebilir. Radyo yolunda yayılan bir sinyal, yayılmanın çok yollu doğasından dolayı zayıflamaya maruz kalır. Frekans alanında bu olay, değişken çentik bant genişliğine (genellikle 300 kHz'den fazla olmayan) sahip bir çentik filtresinin etkisi olarak temsil edilebilir. AMPS standardında bu, on kanalın bastırılmasına karşılık gelir ve CDMA sisteminde sinyal spektrumunun yalnızca yaklaşık %25'i bastırılır, bu da sinyalin alıcıya geri getirilmesinde herhangi bir özel zorluğa neden olmaz.

2. KARMAŞIK SİNYALLERİN DEMODÜLASYONU İÇİN EŞLEŞTİRİLMİŞ FİLTRELERİN KULLANILMASI

Kod bölme sistemlerinde kullanılan kompozit sinyaller, büyük bir tabana ek olarak, yüksek artıklık ile karakterize edilir, çünkü bir ikili kod sembolünü iletmek için kullanılan tüm temel sinyaller aynı bilgiyi taşır.

Bu sinyallerin alımı ve ayrıca herhangi bir sinyalin artıklık ile alınması, parça parça veya bir bütün olarak gerçekleştirilebilir. ShPS'nin kullanıldığı sistemler için alım bir bütün olarak tipiktir. Özellikle çok yollu yayılım sırasında ışınların ayrı ayrı alınması ve BPS yoluyla iletişimin tamamen diğer avantajlarının gerçekleştirilmesi, yalnızca bileşik sinyalin bir bütün olarak işlenmesiyle mümkündür.

ShPS'nin ve diğer sinyallerin alınması, hata olasılığını en aza indiren optimum alıcılar kullanılarak gerçekleştirilir. Optimum alıcının yapısının modülasyon tipine ve ayrıca alım noktasında kaç tane sinyal parametresinin bilindiğine (tutarlı veya tutarsız alım, vb.) bağlı olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte, her durumda, en uygun alıcı, bir bağdaştırıcı veya eşleştirilmiş filtre ve bir çözücü içerir. Yaygın bir karmaşık sinyal türü olan FMSPS'nin (Şekil 2) faz anahtarlı gürültü benzeri sinyallerini almak için SF'nin kullanımını düşünelim.

Eşleşen filtre (Şekil 2), bilgiyi aktaran NPS ile koordine edilir.

Eğer NPS Uk(t)'yi kullanırsak, SF'nin dürtü tepkisi

burada a bir miktar sabittir; T, ShPS'nin süresidir.

Uk(t) sinyalinin bilgi dizisinin "1"ini iletmek için kullanıldığını ve karşıt sinyal -Uk(t)'nin "O" (iletim (aktif bir duraklama ile) iletmek için kullanıldığını varsayalım.

ShPS olarak Barker kodunu (Nе=7) seçeceğiz. Daha sonra

Uk(t) dalga biçimi Şekil 3'te gösterilmektedir. Eşleşen filtreler analog veya ayrık olabilir. Çok frekanslı NPS, çok kanallı SF'lerde işlenir ve FMSPS tipi kompozit sinyaller için, çoklu kademe gecikme hattı (MDL) temelinde oluşturulan SF'ler kullanılır. MLZ olarak koaksiyel kablo kesitleri ve yüzey akustik dalgalarını (SAW) kullanan ultrasonik geciktirme hatları kullanılmaktadır. Yük bağlantılı cihazlara (CCD'ler) dayalı ayrık analog SF'ler de bilinmektedir. MLZ bant genişliği, ShPS spektrumunun genişliğinden az olmamalıdır.

Ayrık bir SF'deki örnekler bir ADC kullanılarak kod gruplarına dönüştürülürse filtre dijital bir SF'ye dönüşür. Dijital SF'leri uygulamak için özel büyük ve ultra büyük entegre devrelerin (LSI ve VLSI) kullanılması planlanmaktadır. Eşleşen filtre, sinyalin genliğine, zamansal konumuna ve başlangıç ​​fazına göre değişmezlik özelliğine sahiptir.

Şekil 3, bir MLZ üzerindeki analog doğrusal SF'yi göstermektedir. Şekil 3'te gösterilen faz kaydırıcıların (PS) dahil edilmesi nedeniyle, böyle bir filtre Barter kod dizisi (NE = 7) ile tutarlıdır.

Benzer bir alım yöntemi, sinyal şekli Uk(t), aralığın başlangıcı ve sonu ve HF salınımının taşıyıcı frekansı bilindiğinde kullanılabilir. Taşıyıcının yalnızca başlangıç ​​fazı bilinmemektedir ancak kompozit sinyalin tüm elemanları için aynıdır (Şekil 2). Bu durumda tutarlı birikimle tutarsız alımlamadan söz ediyorlar. Alımın tutarsızlığı, flaş cihazının girişine sağlanan sinyalin kendisi değil, zarfı olmasından kaynaklanmaktadır. Böylece SF, belirsiz fazlı bilinen bir sinyali almak için en uygun yöntemi uygular.

Şekil 4a, filtrenin eşleştirildiği NPS'nin otokorelasyon fonksiyonunu gerçek zamanlı olarak tekrarlayan SF Ucф(t) çıkışındaki voltajı gösterir. Şekil 2'nin Şekil 4 ile karşılaştırılması, SF'nin NPS üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ve sinyalin ACF'sini tekrarlayan filtrenin tepkisinin, sinyalin kendisi ile çok az benzerlik taşıdığını doğrulamamızı sağlar. SF'nin girişi.

Şekil 4, 6, zarf dedektörünün çıkışındaki voltajı göstermektedir.

Sinyallerin frekans ayrımı. Fonksiyonel diyagram Frekans bölmeli en basit çok kanallı iletişim sistemi Şekil 1'de gösterilmektedir. 9.2.

Sinyal oluşumunun ana aşamalarını ve iletim sürecinde bu sinyallerde meydana gelen değişiklikleri izleyelim. İlk olarak, iletilen mesajlara uygun olarak, G1 (ω), G2 (ω),..., GN (ω) enerji spektrumlarına sahip birincil (bireysel) sinyaller, her kanalın alt taşıyıcı frekanslarını modüle eder. Bu işlem M 1, M 2, ....., M N kanal vericileri modülatörleri tarafından gerçekleştirilir. Φ 1, Φ 2, ..., Φ N frekans filtrelerinin çıkışında elde edilen g k (ω) kanal sinyal spektrumları sırasıyla Δω 1, Δω 2,..., Δω N frekans bantlarını işgal eder (Şekil 9.3), hangisinde genel durum genişliği mesaj spektrumlarından Ω 1, Ω 2,..., Ω N'den farklı olabilir. Geniş bant modülasyon türlerinde, örneğin FM, spektrum genişliği Δω k ≈2(β + 1)Ω k, OM ile Δω k = Ω k, yani genel durumda Δω k ≥ Ω k Basitlik açısından şunu varsayacağız: OM kullanılır (frekans bölmeli çok kanallı iletişimin kablo sistemlerinde alışılageldiği gibi), yani.

Δωk = Ω ve Δω = NΩ. (9.11)

Bireysel sinyallerin spektrumlarının sonlu olduğunu varsayacağız. Daha sonra Δω 1 ,..., Δω 1 bantlarının çiftler halinde üst üste gelmemesi için ω k alt taşıyıcı frekanslarını seçebilirsiniz. Bu koşul altında, sk (t) (k = 1,..., N) sinyalleri karşılıklı olarak diktir. Daha sonra g1 (ω), g2 (ω),...,gN (ω) spektrumları toplanır (SU) ve bunların toplamları g(ω) grup modülatörüne (M) beslenir. Burada g(ω) spektrumu, taşıyıcı frekansı ω 0'ın salınımları yardımıyla belirli bir kanal grubunun iletimi için tahsis edilen frekans bölgesine aktarılır, yani s(t) grup sinyali doğrusal bir sinyale dönüştürülür. s L (t) Bu durumda her türlü modülasyon kullanılabilir.

Alıcı uçta, doğrusal sinyal, doğrusal sinyalin spektrumunu g(ω) grup sinyalinin spektrumuna dönüştüren bir grup demodülatörüne (alıcı Π) beslenir. Grup sinyalinin spektrumu daha sonra, Φ 1, Φ 2,..., Φ N frekans filtreleri kullanılarak, yine bireysel kanallara karşılık gelen ayrı Δω k bantlarına bölünür. Son olarak, kanal demodülatörleri D, gk(ω) sinyallerinin spektrumunu alıcılara yönelik Gk(ω) mesajlarının spektrumuna dönüştürür.

Yukarıdaki açıklamalardan kanal ayırmanın frekans yönteminin anlamını anlamak kolaydır. Herhangi bir gerçek iletişim hattı sınırlı bir bant genişliğine sahip olduğundan, çok kanallı iletim sırasında her bir kanala toplam bant genişliğinin belirli bir kısmı tahsis edilir.

Alıcı tarafta, tüm kanallardan gelen sinyaller aynı anda çalışır ve frekans spektrumlarının frekans ölçeğindeki konumları farklılık gösterir. Bu tür sinyallerin karşılıklı girişim olmadan ayrılabilmesi için alıcı cihazların frekans filtreleri içermesi gerekir. Φ l filtrelerinin her biri, yalnızca belirli bir kanalın sinyaline ait olan ω∈Δω k frekanslarını zayıflama olmadan geçmelidir; filtrenin ω∉Δω k diğer tüm kanalların sinyallerinin frekanslarını bastırması gerekir.

Matematiksel olarak, ideal bant geçiren filtrelerle sinyallerin frekans ayrımı şu şekilde gösterilebilir:

burada gk(t), Δωk frekans bandını distorsiyon olmadan geçen ideal bir bant geçiren filtrenin dürtü tepkisidir. İfade (9.12), ağırlık fonksiyonu η k (t, τ) = g k (t-τ) ile (9.6) ile örtüşmektedir. Spektral alanda dönüşüm (9.12), grup sinyalinin spektrumunun Π-şekilli bir transfer fonksiyonuyla çarpılmasına karşılık gelir (bkz. Şekil 9.3).

Dolayısıyla, sinyalleri farklı kanallardan tamamen ayırma olasılığı açısından, bant genişliği Δω k sinyalinin spektrumunun genişliğine tamamen karşılık gelen bu tür Φ k filtrelerine sahip olmak gerekir; Φ k filtresi Δω k bandı dışındaki harmonik bileşenlere yanıt vermemelidir. Bu, sk sinyallerinin enerjisinin tamamen k'inci kanala tahsis edilen sınırlı Δω k bandı içinde yoğunlaştığı anlamına gelir. Bu koşulların her ikisi de karşılanırsa, frekans filtreleri kullanılarak farklı kanalların sinyallerini karşılıklı girişim olmadan ayırmak mümkün olacaktır. Ancak bu koşulların hiçbiri temelde mümkün değildir. Sonuç, kanallar arasında karşılıklı girişimdir. Hem belirli bir frekans bandı Δω k içindeki k-th kanalının sinyal enerjisinin eksik konsantrasyonundan hem de gerçek bant geçiren filtrelerin kusurlu olmasından dolayı ortaya çıkarlar. Gerçek koşullarda, örneğin grup kanalının özelliklerinin doğrusal olmaması nedeniyle, doğrusal olmayan kökenli karşılıklı girişimi de hesaba katmak gerekir.

Geçici paraziti kabul edilebilir bir seviyeye indirmek için, Δω koruma koruyucu frekans aralıklarının getirilmesi gerekir (Şekil 9.4). Yani örneğin modern sistemlerçok kanallı telefon iletişimi Her telefon kanalına 4 kHz'lik bir frekans bandı tahsis edilmiştir, ancak iletilen frekans spektrumu ses sinyalleri 300 ila 3400 Hz arasındaki bir bantla sınırlıdır, yani spektrum genişliği 3,1 kHz'dir. Bitişik kanalların frekans bantları arasında, sinyalleri filtrelerken karşılıklı girişim seviyesini azaltmak için tasarlanmış 0,9 kHz genişliğinde aralıklar sağlanır. Bu, çok kanallı frekans bölmeli iletişim sistemlerinde iletişim bağlantısı bant genişliğinin yalnızca yaklaşık %80'inin etkili bir şekilde kullanıldığı anlamına gelir. Ek olarak, tüm temel bant sinyal yolunun çok yüksek derecede doğrusallığının sağlanması gereklidir.

Sinyallerin zaman ayrımı. Sinyallerin zaman bölünmesi ilkesi çok basittir ve telgrafta uzun süredir kullanılmaktadır. Çok kanallı bir sistemin * her kanalından sinyallerin iletilmesi için grup yolu başına bir K anahtarının yardımıyla sırayla sağlanmasından oluşur. Sürekli mesajları iletirken, zaman bölümü için zaman örneklemesi (darbe modülasyonu) kullanılır. Önce 1. kanalın sinyali (darbesi), ardından sonraki kanala vb. son kanal numarası N'ye kadar iletilir, ardından 1. kanal tekrar açılır ve işlem periyodik olarak tekrarlanır (Şekil 9.5).

* (Modern ekipmanlarda mekanik anahtarlar pratikte kullanılmamaktadır. Bunun yerine, örneğin kaydırma yazmaçlarında yapılan elektronik anahtarlar kullanılır.)

Alıcı uçta, grup yolunu karşılık gelen kanalların alıcılarına bağlayan benzer bir K pr anahtarı takılıdır. Her k-ro kanalının alıcısı yalnızca k-ro sinyal iletimi süresince bağlı olmalı ve diğer kanallarda sinyaller iletilirken geri kalan süre boyunca kapalı olmalıdır. Bu şu anlama gelir: normal çalışmaÇok kanallı bir zaman bölme sistemi, alıcı ve verici taraftaki anahtarların senkronize ve aynı fazda çalışmasını gerektirir. Çoğu zaman, bu amaçla, kanallardan biri, K şeridinin ve K şeridinin zaman koordineli çalışmasına yönelik özel senkronizasyon darbelerinin iletimi için kullanılır.

Şek. Şekil 9.6, AIM'li iki kanallı bir sistemin zamanlama diyagramlarını göstermektedir. Buradaki mesaj taşıyıcısı, saat darbe üretecinden (GTI) darbe modülatörüne (PM) gelen bir darbe dizisidir (T0 = 1/2F maksimum periyodu ile). Grup sinyali (Şekil 9.6, a) K pr anahtarına verilir. İkincisi, transfer fonksiyonu K k'nin (Şekil 9.6,6) eşzamanlı olarak değiştiği "geçici" parametrik filtreler veya anahtarların rolünü oynar (ile). T 0 dönemi) ve değişikliklerle aynı aşamada transfer fonksiyonu K şeridi:

Bu, her bir Δtk zaman aralığı içerisinde iletim yoluna yalnızca k'inci darbe dedektörünün ID-k bağlı olduğu anlamına gelir. sk(t) tespiti sonucunda alınan mesajlar mesaj alıcısına PS-k ulaşır.

Anahtar filtrenin çalışmasını tanımlayan πk operatörü, s(t) sinyalinden T 0 periyodunu takip eden Δtk aralıklarını keser ve sinyalin geri kalanını atar. Aşağıdaki durumlarda (9.6) formunda temsil edilebileceğini görmek kolaydır:

Burada, daha önce olduğu gibi, Δtk, k'inci kaynaktan gelen sinyallerin iletildiği aralığı belirtir.

Zaman ayrımında karşılıklı etkileşim temel olarak iki nedenden kaynaklanmaktadır. Birincisi, sınırlı frekans bandından ve fiziksel olarak mümkün olan herhangi bir iletişim sisteminin genlik-frekans ve faz-frekans özelliklerinin kusurundan kaynaklanan doğrusal bozulmaların, sinyallerin darbeli doğasını ihlal etmesidir. Gerçekten de, sonlu süreli modüle edilmiş darbeleri iletirken spektrumu sınırlarsak, o zaman darbeler "yayılır" ve sonlu süreli darbeler yerine, zaman içinde sonsuz şekilde uzatılmış süreçler elde ederiz. Sinyaller geçici olarak ayrıldığında, bu, bir kanalın darbelerinin diğer kanalların darbeleriyle örtüşmesine yol açacaktır (Şekil 9.7). Başka bir deyişle, kanallar arasında karşılıklı karışma veya simgeler arası girişim meydana gelir. Ayrıca, verici ve alıcı taraftaki saat darbelerinin hatalı senkronizasyonu nedeniyle karşılıklı girişim ortaya çıkabilir.

Karşılıklı girişim seviyesini azaltmak için, sinyal spektrumunun bir miktar genişlemesine karşılık gelen "koruma" zaman aralıklarının getirilmesi gerekir. Böylece çok kanallı telefon sistemlerinde etkin olarak iletilen frekansların bant genişliği F = 3100 Hz'dir; Kotelnikov teoremine göre f 0 = 2F = 6200 Hz'in minimum değeri. Ancak gerçek sistemlerde darbe tekrarlama frekansı belirli bir marjla seçilir: f 0 = 8 kHz. Bu tür darbeleri tek kanal modunda iletmek için en az 4 kHz'lik bir frekans bandı gerekli olacaktır. Kanalların zaman ayrılmasıyla, her kanalın sinyali, ideal koşullar altında Kotelnikov teoremine göre ilişkiden belirlenen (senkronizasyon kanalı dikkate alınmadan) aynı frekans bandını kaplar.

Δt k = T 0 /N = 1/(2F toplam), (9,15)

burada F toplam = NF, frekans bölmeli sistemin toplam frekans bandına denk gelir. Teorik olarak zaman ve frekans bölümü, frekans spektrumunun kullanımında aynı verimliliğin elde edilmesine izin verse de, şu ana kadar zaman bölme sistemleri bu göstergede frekans bölme sistemlerinden daha düşüktür.

Aynı zamanda zaman bölmeli sistemler, farklı kanallardan sinyal iletiminin farklı zamanlaması nedeniyle doğrusal olmayan kökenli geçici bir girişimin olmaması nedeniyle yadsınamaz bir avantaja sahiptir. Ek olarak, zaman bölme ekipmanı, her bir kanalın mikroelektronik kullanılarak uygulanması zor olan uygun bant geçiren filtrelere ihtiyaç duyduğu frekans bölmesinden çok daha basittir. Zaman bölmeli sistemlerin önemli bir avantajı, önemli ölçüde daha düşük tepe faktörüdür. Zaman bölümü, sürekli analog darbe modülasyonlu mesajların iletiminde ve özellikle dijital PCM sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ayrıca, alınan sinyalin s(t) toplam gücünün P toplamının, hem frekans hem de zaman bölümüyle (aynı zamanda aşağıda tartışılan doğrusal bölmeli diğer sistemlerle) dalgalanma girişiminin varlığında belirli bir aslına uygunluğu sağlamak için gerekli olduğuna dikkat edin. ideal durum, aynı tip modülasyonla tek kanallı iletim için P gücünden N kat daha büyük P toplam = NP. Bunu anlamak kolaydır çünkü bağımsız sinyaller eklendiğinde güçleri artar. Aslında, karışma nedeniyle alım sadakati çok kanallı sistem bu koşul karşılandığında, tek kanallı olandan biraz daha düşüktür. Çok kanallı bir sistemde sinyal gücünü artırarak, geçici girişimin etkisini azaltmak imkansızdır, çünkü aynı zamanda ikincisinin gücü de artar ve doğrusal olmayan kökenli girişim durumunda, daha da hızlı büyür. sinyal gücü.

Sinyallerin faz ayrımı. Şimdi bir dizi sinüzoidal sinyali ele alalım:

Burada iletilecek bilgi, A k genliğindeki değişikliklerde bulunur (genlik modülasyonu), ω 0 sinyallerinin taşıyıcı frekansı aynıdır ve sinyaller, φ k başlangıç ​​​​fazlarında farklılık gösterir.

N sinyal seti (9.16) arasında yalnızca herhangi iki sinyal doğrusal olarak bağımsızdır; herhangi bir n>2 sinyal doğrusal olarak bağımlıdır. Bu, Ai ve Ak genliklerinin ve φi ve φk fazlarının keyfi değerlerine sahip bir taşıyıcı frekansı ω 0'da, yalnızca iki kanallı iletimin sağlanabileceği anlamına gelir.

* (A i genliklerinin ve φ i fazlarının sabit değerlerinde sinyal ayrımı § 9.5'te tartışılmaktadır.)

Pratikte ağırlıklı olarak φ 2 - φ 1 = π/2 değeri kullanılır:

s 1 (t) = A 1 günah ω 0 t; s 2 (t) = A 2 sin (ω 0 t+π/t) = A 2 cos ω 0 t, (9.17)

Bu durumda, s 1 (t) ve s 2 (t) sinyalleri diktir, bu da sistemin uygulanmasını kolaylaştırır ve enerji performansını artırır.

Tek bir iletişim hattı üzerinden çok sayıda sinyalin iletilmesine yönelik telemekanik sistemlerde, geleneksel kodlamanın kullanımının yetersiz olduğu görülmektedir. Ya ilave sinyal ayrımı ya da sinyal ayırma elemanlarını içeren özel kodlama gereklidir. Sinyal ayrımı, sinyallerin özelliklerini koruduğu ve birbirini bozmadığı, bir iletişim hattı üzerinden veya bir frekans bandında birçok sinyalin bağımsız olarak iletilmesi ve alınmasının sağlanmasıdır.

Şu anda aşağıdaki yöntemler kullanılmaktadır:

1. Sinyallerin zaman içinde sırayla, dönüşümlü olarak aynı frekans bandını kullanarak iletildiği zaman bölümü;

2. Bir adres kodu göndererek sinyallerin zamana (daha az sıklıkta) ayrılması temelinde gerçekleştirilen kod-adres ayrımı;

3. Her sinyale kendi frekansının atandığı ve sinyallerin zaman içinde sıralı veya paralel olarak iletildiği frekans bölümü;

4. Sinyallerin hem frekans hem de zaman bölümünden yararlanmaya olanak tanıyan zaman-frekans bölümü;

5. Sinyallerin faz olarak birbirinden farklı olduğu faz ayrımı.

Zaman bölümü (TS). N - sinyallerinin her biri sırayla bir satırla sağlanır: ilk önce belirli bir süre için T 1 sinyal 1 iletilir, bunun için T 2 - sinyal 2, vb. Bu durumda her sinyal kendi zaman aralığını kaplar. Tüm sinyallerin iletimi için ayrılan süreye döngü denir. Sinyal iletimi için frekans bandı, kod kombinasyonundaki en kısa darbe ile belirlenir. Bilgi zaman aralıkları arasında, kanalın kanal üzerindeki karşılıklı etkisini önlemek için koruma zaman aralıkları gereklidir; geçiş distorsiyonu.

Geçici ayırmayı uygulamak için, biri kontrol noktasına, diğeri kontrol noktasına monte edilen dağıtıcılar kullanılır.

Sinyallerin kod-adres ayrımı (CAR). Kontrol noktasında ve kontrol noktasındaki dağıtıcıların koordineli çalışmasını sağlamak için ilk önce bir senkronize darbe veya kod kombinasyonunun (senkronizasyon kombinasyonu) iletildiği sinyallerin zaman kodu-adres ayrımı (TCAR) kullanılır. Daha sonra adres kodu adı verilen bir kod kombinasyonu gönderilir. Adres kodunun ilk karakterleri, kontrol edilen öğeyi ve nesneyi seçmeye yöneliktir; ikincisi, hangi TM işleminin (işlev) (TU, TI, vb.) gerçekleştirilmesi gerektiğini belirten işlev adresini oluşturur. Bunu işlemin kendisinin kod kombinasyonu takip eder, yani. komut bilgisi iletilir veya bildirim bilgisi alınır.

Sinyallerin frekans ayrımı. N - sinyallerinin her biri için frekans aralığında kendi bandı verilir. Alıcı noktada (RP), gönderilen sinyallerin her biri önce bir bant geçiren filtre ile izole edilir, ardından demodülatöre ve ardından yürütme rölelerine beslenir. Sinyaller sıralı veya eş zamanlı olarak iletilebilir; paralel.

Sinyallerin faz ayrımı.Çeşitli sinyaller, farklı başlangıç ​​aşamalarına sahip radyo darbeleri şeklinde tek bir frekansta iletilir. Bu amaçla bağıl veya faz manipülasyonu kullanılır.

Sinyallerin zaman-frekans ayrımı. Sayıların bulunduğu gölgeli kareler, belirli bir frekans bandında ve seçilen bir zaman aralığında iletilen sinyallerdir. Sinyaller arasında koruma zaman aralıkları ve frekans bantları bulunmaktadır. Üretilen sinyallerin sayısı önemli ölçüde artar.

24. FDM (kanalların frekans bölümü) ile kablolu MTS'nin (çok kanallı iletim sistemleri) kanallarında ve yollarında ana parazit türleri.

Girişim ile, bir iletişim kanalındaki bir sinyal üzerinde, sinyallerin doğru şekilde alınmasını önleyen herhangi bir rastgele etkiyi kastediyoruz. Aynı zamanda, düzenli müdahaleyle baş etmek herhangi bir zorluk yaratmadığından (en azından teorik olarak) etkinin rastgele doğası vurgulanmalıdır. Örneğin, arka plan klima veya belirli bir radyo istasyonundan gelen parazit, dengeleme veya filtreleme yoluyla ortadan kaldırılabilir. İletişim kanallarında hem ek girişim, yani iletilen sinyallerin üzerine uygulanan rastgele işlemler hem de kanalın özelliklerindeki rastgele değişikliklerle ifade edilen çarpımsal girişim vardır.

Sürekli bir kanalın çıkışında daima Gauss gürültüsü mevcuttur. Bu tür girişimler özellikle termal gürültüyü içerir. Bu müdahaleler ortadan kaldırılamaz. Sinyal kompozisyonu yasasını s(t), dürtü tepkisi g(t, ) olan dört bağlantı noktalı bir ağı ve toplam Gauss gürültüsünün (t) kaynağını içeren sürekli bir kanal modeli.

Daha eksiksiz bir model, diğer türdeki toplamsal (toplamsal - toplam) gürültüyü, doğrusal olmayan sinyal bozulmalarını ve çarpımsal gürültüyü dikkate almalıdır.

Hadi devam edelim kısa açıklama Yukarıda listelenen girişim.

Spektrum-konsantre veya harmonik girişim, dar bantlı modüle edilmiş bir sinyaldir. Bu tür bir girişimin ortaya çıkmasının nedenleri, kablo devreleri arasındaki geçiş zayıflamasındaki azalma, radyo istasyonlarının etkisi vb.'dir.

Darbe gürültüsü, zaman odaklı gürültüdür. Rastgele genliklere sahip ve rastgele zaman aralıklarında birbirini takip eden rastgele bir darbe dizisini temsil ederler ve neden oldukları geçici süreçler zaman içinde örtüşmez. Bu parazitin ortaya çıkmasının nedenleri şunlardır: anahtarlama gürültüsü, yüksek gerilim hatlarından kaynaklanan parazit, yıldırım deşarjı vb. PM kanalındaki darbe girişimi, belirtilen analiz eşiklerini aştığı süre sınırlandırılarak normalleştirilir.

Dalgalanma (rastgele) gürültü, geniş bir spektrum ve maksimum entropi ile karakterize edilir ve bu nedenle mücadele edilmesi en zor olanıdır. Bununla birlikte, kablolu iletişim kanallarında dalgalanma girişiminin seviyesi oldukça küçüktür ve düşük spesifik bilgi aktarım hızında, bunlar pratikte hata oranını etkilemez.

Çarpımsal (sinyalle çarpma) girişim, iletişim kanalının parametrelerindeki rastgele değişikliklerden kaynaklanır. Özellikle bu girişim, demodülatör çıkışındaki sinyal seviyesindeki bir değişiklikle kendini gösterir. Düzgün ve ani seviye değişiklikleri var. Tek bir öğenin süresi olan 0'dan çok daha büyük bir sürede yumuşak değişiklikler meydana gelir; spazmodik - 0'dan az bir sürede. Seviyedeki yumuşak değişikliklerin nedeni, örneğin hava koşullarındaki değişikliklerden ve radyo kanallarındaki solmadan kaynaklanan iletişim hattının zayıflamasındaki dalgalanmalar olabilir. Seviyedeki ani değişikliklerin nedeni, ekipmandaki zayıf temaslar, iletişim ekipmanının hatalı çalışması, ölçüm teknolojisi vb. olabilir.

Nominal seviyenin 17,4 dB'den daha fazla altına düşmesine kırılma denir. Bir mola sırasında seviye, alıcının hassasiyet eşiğinin altına düşer ve sinyal alımı fiilen durur. 300 ms'den kısa süren kesintiler genellikle kısa süreli olarak adlandırılırken, 300 ms'den uzun süren kesintiler uzun süreli olarak adlandırılır.

Darbe gürültüsü ve kesintiler, ayrı mesajların kablolu iletişim kanalları üzerinden iletilmesi sırasında oluşan hataların ana nedenidir.

Eklemeli gürültü üç bileşen içerir: frekansta yoğunlaşma (harmonik), zamanda yoğunlaşma (darbe) ve dalgalanma. Frekans odaklı girişim, kanal bant genişliğinden önemli ölçüde daha dar bir spektruma sahiptir. Darbe gürültüsü, kanaldaki geçici süreçlerin süresini aşan aralıklarla ayrılan kısa süreli darbe dizisidir. Dalgalanma girişimi, kanal bant genişliğinin ötesine uzanan geniş bir spektruma sahip, sürekli olarak birbirini takip eden bir darbe dizisi olarak temsil edilebilir. Darbe girişimi, enerjisi zaman ekseni üzerindeki ayrı noktalarda yoğunlaştığında dalgalanma girişiminin aşırı bir durumu olarak düşünülebilir ve tüm enerjinin frekans ekseni üzerindeki ayrı noktalarda yoğunlaştığı diğer bir aşırı durum olarak harmonik girişim düşünülebilir. .

PM kanallarındaki ilave girişimin özellikleri, psosometrik gürültü gücü ve ağırlıklandırılmamış gürültü seviyesidir. İlk miktar, ikinci dereceden dedektörlü bir cihaz ve insan kulağının, mikrofonun ve telefonun çeşitli frekanslardaki voltajlara duyarlılığını dikkate alan özel bir devre ile ölçülür. Ortalama psosometrik güç 2*10-15 W/m'dir. Ağırlıklandırılmamış gürültü, entegrasyon süresi 200 ms olan ikinci dereceden bir dedektörle ölçülür. Göreceli sıfır seviyesindeki bir noktada bu değer, bir yeniden alım bölümünde -49 dB'yi geçmemelidir. Belirtilen özellikler, ayrı olarak ve özel aletlerle ölçülen darbe gürültüsünü kapsamaz. İletişim kanallarındaki çarpımsal girişim, esas olarak artık zayıflamadaki değişikliklerle ifade edilir ve sinyal seviyesinde değişikliklere yol açar. Gerçek iletişim kanallarındaki sinyal seviyesindeki değişiklikler doğası gereği çok çeşitlidir. Örneğin, sinyal seviyesindeki yumuşak ve ani değişiklikler (bazen artık zayıflamadaki değişiklikler olarak da adlandırılır), seviyedeki kısa vadeli düşüşler, kısa vadeli ve uzun vadeli kesintiler arasında bir ayrım yapılır.

Düzgün seviye değişiklikleri, seviyenin nominal değerinden maksimuma (minimum) sapmasının, iletilen sinyalin t0 bireysel elemanlarının süresinden ölçülemeyecek kadar daha büyük bir sürede meydana geldiği değişikliklerdir. Seviyedeki ani değişiklikler, pH0M'den pMAX'a seviyedeki değişikliğin, 0 birim aralığının süresiyle karşılaştırılabilir bir sürede meydana gelen değişiklikleri içerir.

Araştırmalar, uzun bir süre boyunca nominal değerden seviye sapmalarının hem yukarı hem de aşağı doğru meydana geldiğini, değişimin her iki yönünün de yaklaşık olarak eşit olasılığa sahip olduğunu göstermiştir. Bu tür değişiklikler, artık zayıflamadaki yavaş değişiklikler olarak sınıflandırılabilir. Bunların yanı sıra, artık zayıflamada hızlı, nispeten kısa vadeli değişiklikler meydana geliyor ve bu da esas olarak alım seviyesinde bir düşüşe yol açıyor. Sinyal seviyesinin önemli ölçüde eksik tahmin edilmesi, alınan sinyallerde bozulmalara ve bunun sonucunda hatalara yol açar. Sinyal seviyesinin düşürülmesi gürültü bağışıklığını azaltır, bu da hata sayısında artışa neden olur. Ve son olarak senkron sistemlerde sinyal seviyesinin düşmesi senkronizasyonun bozulmasına ve normal seviye geri geldiğinde senkronizasyon moduna geçmek için belirli bir süre harcanmasına neden olur. Bu nedenle modern PDI sistemlerinde, sinyal seviyesi bunun altına düştüğünde alıcıyı ve senkronizasyon sistemini bloke eden özel cihazlar bulunur. değeri belirle- P. Bu nedenle seviyenin P'ye eşit veya daha büyük miktarda düşürülmesine kırılma denir. Veriler EASC tavsiyelerine göre aktarılırken kesintinin P = 17,4 dB olduğu kabul edilir. Molalar kısa ve uzun olarak ayrılır

Anahtarlamalı TC kanalları için aşağıdaki standart mevcuttur: t KR.PER ZOO ms. Bu süre, 300 ms'den uzun süren bir kesinti durumunda bağlantının daha erken kesilmesini sağlayan, telefon anahtarlama ekipmanında benimsenen devre çözümlerinden seçilmiştir. kurulan bağlantı yani iletişim hatasına yol açar. Belirlenen değer, anahtarlamalı PM kanalları üzerinden iletim için bir arıza kriteri olarak ITU tarafından tavsiye edilmektedir. Bir yeniden alım sahasında tavsiye edilen kısa süreli mola oranı, saatlik zaman dilimlerinin %90'ı için 1,5 * 10-5'i aşmamalıdır.

Düzgün seviye değişiklikleri bir dereceye kadar artık zayıflamanın stabilite miktarı ile karakterize edilir. ITU tavsiyelerine göre, iki telli bir PM kanalı için artık zayıflama 7,0, dört telli bir kanal için - 17,4 dB olmalı ve bir yeniden alım bölümünde zaman içindeki istikrarsızlığı 1,75 dB'yi geçmemelidir.

İletişim kanallarında, iletim ekipmanının alt taşıyıcı frekans üreteçlerinin kararsızlığı nedeniyle benzersiz çarpımsal girişim de meydana gelir. Sonuç olarak, FM alımı sırasında tutarlı bir salınımı izole etmek zorlaşır veya FM sinyalinde bozulma meydana gelir. Mevcut standartlara göre yeniden alım bölümünde alt taşıyıcı frekanslarının farklılığı 1 Hz ile sınırlıdır. Ayrıca iletişim kanallarında sinyal seviyesindeki ani değişikliklerle birlikte faz atlamaları da meydana gelir, ancak bunlar henüz standartlaştırılmamıştır.

25.Kanalların zaman bölümü (TDC) ile SP'nin (iletim sistemleri) yapım ilkeleri. Analog sinyalleri dijital sinyallere dönüştürmenin ana aşamaları (zaman örneklemesi, seviye nicemleme, kodlama).

TRC'li iletim sistemlerinde, bir veya başka bir darbe kod dizisi olan dijital sinyaller kullanılır; dijital verileri iletmek için kullanılan bir sistemdir. Dönüşüm için bunu hatırlayın analog sinyal Dijitalde TAKDİR, KUANTİZASYON, KODLAMA işlemleri kullanılır. Ayrıklaştırma Kotelnikov teoremine göre gerçekleştirilir. Bant genişliği 0,3 - 3,4 kHz + 0,9 kHz (koruma aralığı) olan PM sinyalleri için; fв = 4 kHz. Saat frekansıörnekleme ft = 2fв = 8 kHz. Her örnek 8 bit olarak iletilir; bu, PM sinyalinin ft × 8 bit = 8 × 103 × 8 = 64 kbit/s hızında iletilebileceği anlamına gelir. Bu, bir PM kanalının iletim hızıdır. Örnekler, örneklerin nicelenmesiyle elde edilen sekiz bitlik ikili sayılar biçiminde iletilir. Çünkü Kuantalamanın sınırlı sayıda seviyesi vardır ve hatta maksimum ve minimum üzerinde kısıtlamalar olsa bile, kuantumlanmış sinyalin doğru olmadığı açıktır. Gerçek örnek değeri ile onun nicelenmiş değeri arasındaki fark, niceleme gürültüsüdür. Kuantizasyon gürültüsünün değeri, kuantizasyon seviyelerinin sayısına, sinyalin değişme hızına ve kuantizasyon adımının nasıl seçildiğine bağlıdır.

Frekans kanalı bölümü: Frekans kanalı bölümü yönteminin özü aşağıdaki gibidir. Herhangi bir gerçek sinyalin, enerjisinin büyük çoğunluğunu genişliği sınırlı bir frekans spektrumu içinde içermesi gerektiğinden, çok kanallı iletişim düzenlenirken, hat tarafından iletilen toplam frekans bandının belirli bir kısmı, her bir kanaldan sinyallerin iletilmesi için tahsis edilir. Bu nedenle, her göndericinin verici cihazı, frekans spektrumu tahsis edilen alana tamamen uyan hatta sinyaller göndermekle yükümlüdür. bu kanal frekans bandı. Her iletişim kanalının alıcı ucunda, doğrusal çok kanallı bir iletişim sinyali oluşturan tüm frekanslardan bir dizi voltaj oluşturulur. Belirli bir göndericiye ait bir mesajı temsil eden frekans voltajlarını izole etmek ve diğer frekansların voltajlarını bastırmak için, alıcı cihazın frekans filtreleri içermesi gerekir. Her kanalın frekans filtresi yalnızca kendi kanalının frekans spektrumunu geçirecek, diğer kanalların frekanslarını geçmeyecektir. Frekans filtrelerini kullanarak sinyalleri ayırmaya frekans bölme denir. Frekans bölünmesi durumunda, kanallar arasında karşılıklı girişimin olmamasının koşulu, farklı kanallara ait sinyallerin örtüşmeyen frekans bantlarına yerleştirilmesi gerektiğidir, yani belirli bir kanalın frekanslarından hiçbirinin frekans aralığına düşmemesidir. diğer kanalların grubu. Alıcı uçta m-kanal iletişimini düzenlerken, farklı göndericilerden gelen sinyalleri ayırmak için aynı sayıda frekans filtresine sahip olmak gerekir. Geleneksel salınımlı devreler ve bant geçiren filtreler, frekans filtreleri olarak (örneğin yayın alıcılarında) kullanılabilir.

Geçici kanal bölme yöntemi: Darbe iletim yöntemleri aynı zamanda kanalların zaman bölümü ile çok kanallı iletişimin düzenlenmesine de olanak tanır. Zaman paylaşımlı sistemlerde, iletişim hattı, dönen bir anahtar (dağıtıcı) kullanılarak farklı göndericilerden gelen sinyallerin iletilmesi için dönüşümlü olarak sunulur. Alıcı taraftaki dağıtıcı, sinyalleri zamana göre seçer, yani farklı kanallardan gelen sinyalleri ayırır. Bu durumda her kanala toplam hat kullanım süresinin belirli bir kısmı tahsis edilir. Sinyalleri tamamen ayırmak için P ve P2 anahtarlarının aynı hızda (senkron) dönmesi gerekir.

Ek olarak, anahtarların eş zamanlı olarak ya birinci çifti ya da ikincisini (faz içi) hatta bağlaması gerekir. Başka bir deyişle, zaman bölümü ile belirli bir kanala ait sinyaller, diğer kanallardan gelen sinyallerden arındırılmış zaman aralıklarında iletilir. Zaman bölümü sırasında sinyallerin ayrılabilirliğinin koşulu, farklı kanallara ait sinyallerin zaman içinde örtüşmemesidir. Seviyeye göre ayırma: Farklı kanallardan gelen sinyallerin yalnızca eşzamanlı olarak iletilmediği, aynı zamanda biçim olarak da çakıştığı durumu dikkate almak ilginçtir. yani frekans spektrumları örtüşüyor. Sinyaller yalnızca büyüklük bakımından farklılık gösterir (örneğin genlik). Genliğe göre sinyal ayrımına sahip üç kanallı bir sistem olsun. Birinci kanalın sinyallerinin (genlik Si = l, ikinci kanal - s2 = 2 genliğiyle) iletildiğini ve üçüncü kanalın sinyallerinin s3 = 3 yüksekliğinde darbelerle iletildiğini kabul edelim. farklı kanalların sinyal seviyelerinin böyle bir seçimi bunların yerinde ayrılmasına izin vermez. Aslında, örneğin seviye 5 = 3 olan bir sinyal alınırsa, bunun iletilen sinyale karşılık gelip gelmediğini söylemek imkansızdır. üçüncü kanalın 5 = s3 = 3 veya ikinci ve birinci kanalın sinyallerinin toplamı 5 = s2 + S = 2 + 1 = 3. Ayrılabilir sinyaller oluşturmak için sinyal seviyelerinin belirli bir seviyeye göre seçilmesi gerekir. kuralı. İki kanallı bir hattın en basit durumunda, yalnızca genlikleri ikinci kanalın sinyalinden farklıysa, hem S hem de s2 kanalının sinyallerinin her zaman ayrılabileceğine dikkat edelim. K kez güçlendirilen birinci kanalın sinyali, sinyallerin toplamından çıkarılır. Böylece, ayırma cihazı blok diyagrama uygun olarak yapılandırılabilir. Akım, sinyal voltajı değeri aşmadığında diyottan geçer. voltaj değeri.

Maksimum sınırlayıcı şemaya göre uygulanabilir. Burada akım, yalnızca sinyal voltajı voltajdan büyük olduğunda diyottan akacaktır. R direnci o kadar büyük seçilir ki, içinden ve diyotlardan akım geçtiğinde, diyotlardaki voltaj düşüşü ihmal edilebilir. Başka bir deyişle, diyottan akım geçtiğinde çıkış voltajı keskin bir şekilde azalır, yani sınırlıdır. Limit seviyelerinin seçimi, sinyal seviyelerinin yanı sıra gerekli değere göre belirlenir. Voltajı ayarlayarak istediğiniz sınırlama seviyesini ayarlayabilirsiniz. Bu durumda sinyal ayrımının yalnızca doğrusal olmayan elemanların - sınırlayıcıların kullanılmasıyla mümkün olduğu unutulmamalıdır. (Doğrusal olmayan elemanlar, akımın voltaja bağımlılığının doğrudan orantılılıktan farklı olduğu anlaşılmaktadır). Kombinasyon ayrımı: Sinyalleri ayırmak için kullanılabilecek başka özellikler var mı? Bu açıdan bakıldığında kombinasyon ayrımı olarak adlandırılan ayırıma aşina olmakta fayda var. İki kanallı sistemin en basit durumuyla yeniden başlayalım. Her iki kanalın da çalışmasına izin verin ikili kod 0 ve 1 öğeleriyle; bu durumda her iki kanalda da dört farklı sinyal kombinasyonu mümkündür: 1'e eşit bir sinyal alınırsa hangi kanala ait olduğu bilinmez. Ancak dört kombinasyonun tümü birbirinden farklıdır. Bu nedenle, toplam sinyal yerine kombinasyon numarası iletilebilir, çünkü bu sayı her kanalın sinyallerini benzersiz şekilde tanımlar. Sorun dört sayının iletilmesinde ortaya çıkıyor ve bu sayılar iletilebiliyor çeşitli şekillerde(herhangi bir kod ve modülasyonla). Böyle bir iletimde doğrusal sinyal, farklı kanallardan gelen belirli bir sinyal kombinasyonunun yansımasıdır.

Farklı kanallardan gelen sinyallerin kombinasyonlarındaki farklılıklara dayalı olarak sinyallerin ayrılmasına birleşimsel ayırma denir. Raman ayrımının iyi bilinen bir örneği, iki kanallı frekans telgrafı (DCF) sistemidir. Dört sinyal kombinasyonunu iletmek için dört farklı frekans kullanılır. Genel bir M-kanal sistemi durumunda, kodun temeli, N = nM farklı kombinasyonlardan oluşan doğrusal bir sinyalin iletilmesini gerektirecektir. Her kombinasyon belirli bir kanalın sinyaline karşılık gelecektir. Hem frekans ve zaman ayrımı hem de diğer özelliklere dayalı ayırma durumlarında, ayırma cihazlarının farklı kanallara ait sinyalleri tamamen ayırdığı varsayılmıştır. Ancak gerçek koşullarda kanallar arasında her zaman karşılıklı girişim vardır. Şimdi bu müdahalelerin doğasını açıklamaya geçeceğiz.

Kanallar arasında karşılıklı girişim: Sinyalleri frekanslarına göre tamamen ayırma olasılığı açısından görev, yalnızca belirli bir frekans bandındaki sinüzoidal salınımlara yanıt verecek ve salınımlara hiç yanıt vermeyecek ideal frekans filtreleri oluşturmaktır. diğer frekanslardan. Sinyal ayırmanın frekans yöntemi başlangıçta salınımlı bir devredeki harmonik rezonans olgusuna dayanıyordu. Rezonans, bir salınım devresinin, rezonans frekansının yakınında belirli bir bantta yer alan harmonik (sinüzoidal) salınımlara en güçlü şekilde yanıt verme ve diğer frekansların salınımlarına daha az yoğunlukla yanıt verme özelliğidir. Seçici bir eleman olarak devrenin özellikleri, frekans tepkisi, yani tepkinin büyüklüğünün, örneğin devre çıkışındaki voltajın, girişte uygulanan voltajın frekansına bağımlılığı ile oldukça tam olarak açıklanmaktadır. Devreden geçen bitişik kanalların frekansları, faydalı sinyalin alınmasına müdahale eder. Frekans filtresi olarak bağlı devrelerden oluşan bir sistem kullanıldığında girişim etkisinde bir miktar azalma elde edilir.

Bu durumda, girişim yapan frekansların gerilimleri, tek bir devreye göre daha fazla zayıflatılır. Ancak burada bile müdahale edici etkiyi tamamen ortadan kaldırmak mümkün değildir. Bu nedenle gerçek koşullarda çok kanallı hatları tasarlarken kanallar arasındaki girişim etkisinin dikkate alınması gerekir. Kanallar arasındaki karşılıklı girişimi azaltmak için koruma bantları adı verilen kısımlar bırakılmıştır. Karşılıklı girişimin varlığı, iletişim hattının kapasitesinin azalmasına ve ayrıca her kanalın kapasitesinin azalmasına yol açar. Kanallar arasında karşılıklı girişim, sinyaller zaman içinde ayrıldığında da meydana gelir. Her iletişim hattı, fiziksel yapısı gereği, elektrik enerjisini biriktirebilecek unsurlar içerir. Sinyalleri iletirken hattın bu birikimli özelliği, "ataletinde" kendini gösterir. Bu tür atalet elemanları, örneğin tellerin endüktansı ve kablolu iletişim hatları üzerinden iletildiğinde aralarındaki kapasitanstır. Sinyallerin toplamının kablolu iki kanallı bir hattın girişinde etkili olmasına izin verin. Daha sonra hattaki endüktans ve kapasitansın varlığı nedeniyle çıkış sinyallerinin şekli gözle görülür şekilde bozulacaktır. Hattın kapasitansı ve endüktansı ne kadar büyük olursa, distorsiyon da o kadar güçlü olur. Bozulma, birinci kanalın sinyalinden gelen hatta depolanan enerjinin, hat çıkışında ikinci kanalın sinyalinin enerjisiyle toplanmasından kaynaklanır. Bant genişliği Böylece, çok kanallı bir hat, kanallar arasında girişim dışında herhangi bir girişimin yokluğunda bile sınırlanır. Yukarıdaki örneklerden, çok kanallı iletişim hatlarını düzenlerken, bireysel kanallar arasındaki karşılıklı etkileşimi azaltmak için ek önlemlerin alınması gerektiği açıkça görülmektedir.

iletişim radyo dalgası frekansı radyo istasyonu