Системы передачи с временным разделением каналов (ВРК)

При временном разделении каналов каждому абоненту отводится свой независимый интервал времени, не перекрывающийся по времени с другими абонентами. Сообщения абонентов передаются последовательно одно за другим с частотой следования канальных импульсов, определяемой теоремой В.А. Котельникова. Для осуществления синхронной работы передающего и приемного устройства в системе предусмотрены сигналы синхронизации (СС). Временная эпюра распределения каналов при ВРК показана на рис. 6.10.

Рис. 6.10

Групповой сигнал  лежит на общем интервале времени Т_{к i}, но временные интервалы канальных сигналов не перекрываются. В силу этого

Следовательно, такие сигналы ортогональны.

Системы с ВРК характеризуются следующими параметрами:

- период следования канальных импульсов

,

где F _в – верхняя частота в спектре аналогового сигнала;

   - коэффициент.

- длительность канального импульса ;

- защитный интервал ;

- канальный интервал ;

- частота следования N каналов ;

- полоса спектра сигнала .

В системах передачи с ВРК в качестве переносчиков используются периодические последовательности импульсов. Модулируя какой-либо из параметров импульса, можно получить:

- амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ);

- широтно-импульсную модуляцию (ШИМ);

- временную импульсную модуляцию (ВИМ), разновидностью которой является фазо-импульсная модуляция (ФИМ);

- частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ).

На рис. 6.11 приведена структурная схема системы с ВРК. Здесь приняты следующие обозначения: ГТИ – генератор тактовых импульсов; ГКИ – генератор канальных импульсов; СС – система синхронизации, формирующая синхроимпульсы; КМ – канальный модулятор; Σ – сумматор канальных импульсов; О – отправитель сообщения; ЛС – линия связи; ВСК – временный селектор каналов; КД – канальный демодулятор; ГСИ – генератор селекторных импульсов; П – получатель сообщения; ФНЧ – фильтр нижних частот с полосой 0,3-3,4 кГц.

Рис. 6.11

В приведенной системе может использоваться любой из ранее перечисленных видов модуляции канального импульса при передаче телефонных сигналов. Телефонные сигналы ограничиваются полосой частот 0,3-3,4 кГц с помощью фильтров нижних частот, стоящих перед канальными модуляторами. Сигналы поступают на входы канально-импульсных модуляторов, при помощи которых речевые сигналы преобразуются в сигналы АИМ посредством импульсных переносчиков, поступающих от ГКИ.

Сигналы АИМ менее помехоустойчивы, чем сигналы ФИМ, поэтому при помощи преобразования АИМ – ФИМ производится преобразование импульсных сигналов, модулированных по амплитуде, в сигналы, модулированные по фазе. Затем все канальные сигналы объединяются в групповой сигнал в сумматоре Σ и подаются вместе с синхроимпульсом в линию связи. Сам синхросигнал отличается от канальных сигналов определенными признаками, что позволяет выделить его на приемной стороне.

В приемной части аппаратуры сигналы поступают на временные селекторы каналов, поочередно открывающиеся и пропускающие импульсы, относящиеся только к данному каналу. Далее осуществляется преобразование ФИМ – АИМ, а восстановление непрерывного сигнала производится ФНЧ с полосой частот 0,3 – 3,4 кГц.

В принципе системы передачи с ВРК могут использовать только АИМ или ШИМ. В этом случае после канальных демодуляторов сигналы поступают на ФНЧ, где и происходит восстановление аналогового сигнала.

Если же в системе использовалась ФИМ или ВИМ, то сначала нужно произвести обратные преобразования ФИМ – АИМ или ВИМ – ШИМ, а затем сигнал подать на ФНЧ.

Работой временных селекторов каналов и преобразователей одного вида импульсной модуляции в другой  управляет ГСИ, синхронизируемый СС.

В отличие от систем с ЧРК системы с ВРК, обладая более высокой помехоустойчивостью, имеют существенный недостаток. С увеличением числа каналов, длительность канального импульса уменьшается, что ведет к расширению спектра частот сигнала. В связи с этим в системах с временным разделением число каналов обычно не превышает 48.

И, в заключение, следует отметить, что взаимные помехи между каналами в системах передачи с ВРК появляются вследствие ограничения полосы пропускания группового тракта, неравномерности его амплитудно-частотной и нелинейности фазо-частотной характеристик.