Выбор частоты дискретизации линейных сигналов

Задание на контрольную работу

 

1. Выбор частоты дискретизации первичного сигнала.
2. Расчет количества разрядов в кодовом слове и определение защищенности от искажений квантования на выходе ЦСП.
3. Расчет основных параметров цикловой синхронизации первичного цифрового потока.
4. Разработка структуры временных циклов первичной ЦСП и определение тактовой частоты проектируемой ЦСП.
5. Формирование агрегатного цифрового потока с использованием асинхронного объединения на основе ИКМ-120 или ИКМ-480.

Исходные данные для контрольной работы:

- протяженность линейного тракта: L = 650 км;

- количество пунктов переприема: n = 3;

- количество каналов передачи в первичном цифровом потоке: np = 2;

a) диапазон частоты f_np = (0,6…100) кГц;

b) коэффициент активности источника K_np = 0,5;

c) максимальная мощность сигнала P_max.np = 1000 мкВт0;

d) средняя мощность сигнала P_ср.np = 100 мкВт0;

e) средняя мощность помехи P_пом.np = 60000 пВт0;

- количество каналов двухстороннего действия в первичном цифровом потоке: nd = 20;

a) диапазон частоты f_nd = (0,4…3,4) кГц;

b) коэффициент активности источника K_nd = 0,25;

c) максимальная мощность сигнала P_max.nd = 2200 мкВт0;

d) средняя мощность сигнала P_ср.nd = 88мкВт0;

e) средняя мощность помехи P_пом.nd = 178000 пВт0;

- количество первичных каналов в агрегатном цифровом потоке: N = 4;

- защищенность от шумов квантования на выходе канала A_КВ = 27 дБ;

- среднее время восстановления циклового синхронизма Т_В = 4 мс;

- допустимая вероятность ошибки на один километр линейного тракта Р₀ = 10^-10 (1/км);

СПИСОС ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов/ Н.Н.Баева, В.Н.Гордиенко, С.А.Курицын и др.; Под редакцией Н.Н.Баевой и В.Н.Гордиенко – М.: Радио и связь, 1997г.

2. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи: Учебное пособие для вузов/ В.В.Крухмалев, В.Н.Гордиенко,В.И.Иванов и др.; Под редакцией В.Н.Гордиенко и В.В.Крухмалева– М.: Радио и связь, 1996г.

3. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов/ В.И.Иванов, В.Н.Гордиенко, Г.Н.Попов и др.; Под редакцией В.И.Иванова – М.: Радио и связь, 1995г.

4. Л.С.Левин и М.А.Плоткин – Цифровые системы передачи информации – М.: Радио и связь, 1982г.

5. В.В.Крухмалев – Цифровая система передачи с импульсно-кодовой модуляцией и временным разделением каналов по электрическим кабелям: Методические указания – Самара: ПАГАТИ, 2000г.

6. А.В.Абилов – Многоканальные системы передачи: Лекции – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2000г.

7. Р.А.Хатбуллин – Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине "Многоканальные телекоммуникационные системы". Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2002 г.

Задание на контрольную работу

 

1. Выбор частоты дискретизации первичного сигнала.
2. Расчет количества разрядов в кодовом слове и определение защищенности от искажений квантования на выходе ЦСП.
3. Расчет основных параметров цикловой синхронизации первичного цифрового потока.
4. Разработка структуры временных циклов первичной ЦСП и определение тактовой частоты проектируемой ЦСП.
5. Формирование агрегатного цифрового потока с использованием асинхронного объединения на основе ИКМ-120 или ИКМ-480.

Исходные данные для контрольной работы:

- протяженность линейного тракта: L = 650 км;

- количество пунктов переприема: n = 3;

- количество каналов передачи в первичном цифровом потоке: np = 2;

a) диапазон частоты f_np = (0,6…100) кГц;

b) коэффициент активности источника K_np = 0,5;

c) максимальная мощность сигнала P_max.np = 1000 мкВт0;

d) средняя мощность сигнала P_ср.np = 100 мкВт0;

e) средняя мощность помехи P_пом.np = 60000 пВт0;

- количество каналов двухстороннего действия в первичном цифровом потоке: nd = 20;

a) диапазон частоты f_nd = (0,4…3,4) кГц;

b) коэффициент активности источника K_nd = 0,25;

c) максимальная мощность сигнала P_max.nd = 2200 мкВт0;

d) средняя мощность сигнала P_ср.nd = 88мкВт0;

e) средняя мощность помехи P_пом.nd = 178000 пВт0;

- количество первичных каналов в агрегатном цифровом потоке: N = 4;

- защищенность от шумов квантования на выходе канала A_КВ = 27 дБ;

- среднее время восстановления циклового синхронизма Т_В = 4 мс;

- допустимая вероятность ошибки на один километр линейного тракта Р₀ = 10^-10 (1/км);

Выбор частоты дискретизации линейных сигналов

Минимальное значение частоты дискретизации первичных сигналов электросвязи, при котором обеспечивается неискаженное восстановление сигнала определяется на основе на теоремы Котельникова. Основной смысл данной теоремы в том, что частота дискретизации должна быть больше либо равной удвоенной верхней частоте исходного сигнала. Это обусловлено рядом причин, так как частотные спектры на основании этой теоремы должны укладываться друг за другом с определенным периодом, то возможно получить следующие изображения распределения частотных спектров при разных коэффициентах дискретизации:

 

1. Телефонный сигнал с верхней граничной частотой Fв = 3,4 кГц имеет частоту дискретизации меньшую Fд < 2Fв, то имеет место наложение спектров сигнала, что приводит к плохому качеству и невозможности выделения полезного сигнала.

 

2. Телефонный сигнал с верхней граничной частотой Fв = 3,4 кГц имеет частоту дискретизации меньшую Fд > 2Fв, то имеет место наличие расстояния между спектрами сигнала, что является нерациональным использованием спектра при Fд >> 2Fв

 

3. Телефонный сигнал с верхней граничной частотой Fв = 3,4 кГц имеет частоту дискретизации меньшую Fд = 2Fв, то мы имеет место уложение спектров в порядке очереди. Данный способ является самым рациональным, однако его не используют в виду того, что для телефонного сигнала с верхней граничной частотой 3,4 кГц выбирают частоту дискретизации 8 кГц, что больше чем удвоенная верхняя граничная частота исходного сигнала. Этот выбор обусловлен так же и техническими возможностями.

На входе цифровой системы передачи есть 2 канала передачи с диапазоном частоты и 20 каналов двухстороннего действия тональной частоты .

Совместная передача узкополосного и широкополосного сигнала накладывает дополнительные требования к выбору частоты дискретизации и определяется равенством (формула 14):

(14)

F_Д.np – частота дискретизации широкополосного сигнала,

F_Д.nd – частота дискретизации узкополосного сигнала,

k – целое число.

 

Таким образом, частоты дискретизации сигналов должны быть кратными, что необходимо для согласования скоростей в цикле ИКМ.

При выборе частоты дискретизации необходимо иметь ввиду, что при восстановлении первичного сигнала используется фильтр низких частот (ФНЧ) и необходимо иметь запас для полосы расфильтровки ().

Значение частот дискретизации выбирается из соотношения (формула 15):

(15)

 

Выбор частоты дискретизации:

a) Частота дискретизации широкополосного сигнала с учетом расфильтровки (формула 15):

b) Частота дискретизации узкополосного сигнала с учетом расфильтровки (формула 15):

Поскольку для телефонного сигнала , то должно быть соблюдено условие . Однако реально выбирается частота , так как частотный ресурс выбран с запасом.

c) По формуле 14 находится коэффициент k:

– частота дискретизации линейных сигналов.