Метод временного разделения каналов

 

Основой построения метода временного разделения каналов (ВРК) является теорема Котельникова, в соответствии с которой непрерывный на интервале {-∞‚∞} первичный сигнал a ( t ) с граничной частотой спектра fmax может быть представлен в форме ряда так называемых отсчетных базисных функций g(t)i или

(1.19)

где a ( iΔt) - отсчеты непрерывного сигнала a ( t ), взятые в моменты времени iΔt; - интервал дискретизации непрерывного сигнала a ( t ).

Базисные функции gi(t), gj(t) ортогональны на бесконечно большом интервале времени, т.е. для них справедливо

Как следует из (1.19), все сведения о передаваемом первичном сигнале a ( t ) содержатся только в отсчетах a ( iΔt ), а базисные функции gi ( t ) для всех I одинаковы по форме и отличаются друг от друга сдвигом во времени. Поэтому вместо непрерывного сигнала a ( t ) можно передавать лишь последовательность отсчетов

(1.20)

где δ(t)-дельта-функция, а базисные функции gi(t) восстанавливать на приеме.

Из сравнения (1.19) и (1.20) легко заметить, что (1.19) является результатом свертки во времени последовательности отсчетов a0(t) с одной базисной функцией g(t)=(sin2πfmaxt)/(2πfmaxt), являющейся импульсной характеристикой идеального ФНЧ с полосой пропускания 0…fmax

Рис. 1.17 - Формирование сигналов с АИМ

 

Поскольку сформировать последовательность отсчетов практически невозможно, то обычно первичный сигнал a ( t ) умножают на периодическую последовательность прямоугольных импульсов конечной длительности (рис. 1.17). В этом случае импульсную последовательность следует считать переносчиком или импульсной несущей, а сам модулированный сигнал S ( t )= a ( t ) e ( t ) тогда следует называть сигналом амплитудно-импульсной модуляции (АИМ)

Импульсную несущую e ( t ) можно представить в виде ряда Фурье:

,

где - круговая частота дискретизации;τ- длительность импульсов; αl-коэффициенты ряда Фурье.

С учетом этого АИМ сигнал принимает вид

S(t)АИМ=

В последнем соотношении каждое из слагаемых определяет АМ колебание с ДБП частот около каждой гармоники импульсной несущей.

Поэтому спектр АИМ сигнала будет определяться в виде (рис. 1.18)

S(ω)АИМ= .

Слагаемое с l =0 соответствует исходному первичному сигналу и может быть выделено из спектра S(ω)АИМ c помощью ФНЧ при условии, что ω0 ≥2Δω.

 

Рис. 1.18 - Спектр сигналов с АИМ

 

При организации многоканальной передачи сообщений каждому первичному сигналу an ( t ) ставится в соответствие переносчик

,

где е0( t )- единичный импульс в импульсной несущей.

Тогда групповой сигнал МСП с ВРК и АИМ будет определяться в виде

S(t) ВРК АИМ = ,

а алгоритм разделения аналогичен ранее рассмотренным алгоритмам, т. е.

ВРК АИМ (1.21)

В (1.21) все интегралы, (кроме случая, когда п= k) равны нулю, поскольку переносчики en ( τ ), ek ( τ ) ортогональны с весом g(t+ τ) на бесконечном интервале времени. Единственный ненулевой интеграл определяет отклик ФНЧ на входной сигнал Sk(t) АИМ, который равен

Сигналы АИМ применяются во всех МСП с ВРК, в частности в ЦСП с ИКМ.

На рис. 1.19 приведены временные диаграммы переносчиков разных каналов, с помощью которых осуществляется процесс формирования группового сигнала ВРК АИМ. Структурная схема МСП с ВРК АИМ представлена на рис.1.20.

Рис. 1.19 - Ортогональные переносчики системы передачи с ВРК АИМ

 

Рис.1 20 - Структурная схема системы передачи с ВРК АИМ

 

Сопоставление рассмотренных алгоритмов показывает, что все существующие МСП с ЧРК ДБП, ФРК,ЧРК ОБП и ВРК АИМ строятся согласно одному общему правилу. На передаче в процессе формирования группового сигнала осуществляется сложение первичных сигналов an ( t ) ,умноженных на базисные функции -переносчики en ( t ). Разделение группового сигнала на приеме выполняется путем вычисления скалярного произведения группового сигнала S(t) и ek(t) с весовой функцией g ( t ), являющейся импульсной характеристикой ФНЧ.