Материалы сайта
Это интересно
Многопозиционная фазовая модуляция в системах спутниковой связи с МДЧ
Из представленной таблицы видно, что в данной системе из энергетических соображений можно использовать ФМн-сигналы с М равным 2,4 и частично 8. 4. Расчет показателя качества системы Показателем качества данной системы является колличесво земных станций, ретранслируемых в одном стволе БРТР (N). В общем случае N=fствола/fстанции, где --fствола -- полоса частот, отведенная для одного ствола. дfствола=70 МГц (см.ТЗ.) -- fстанции -- ширина спектра сигнала одной ЗС, ретранслируемой в данном стволе. fстанции=fс*Nк, (Nк=50 -- число телефонных каналов на одной ЗС (см.ТЗ.), дfс -- ширина спектра сигналов одного канала). Т.к. fс=R/log M (где R=64 кбит/с), то fстанции=Nк* *(R/log M)=64000*50/log M.(здесь,ранее и далее log имеет основание 2, исключая случаи, где оно не оговорено отдельно). Далее приведена таблица расчета значений N в зависимости от различных М : |Кратность ФМ-сигнала |fстанции, кГц | N | | 2 | 3200 | 21.875 | | 4 | 1600 | 43.75 | | 8 | 1066.667 | 65.625 | В стремлении достичь максимума показателя качества N, естественно выбрать сигнал ФМн с М=8 (N=65). 5. О построении ФМ и АФМ сигналов. В основу принципов построения ФМ сигналов заложено формальное расположение m сигнальных точек на окружности с радиусом R, зависящем от мощности (энергии посылки) сигнала,на равных расстояниях с угловым интервалом 2*/m радиан. Примеры совокупностей сигнальных точек-векторов для случаев m=2,4,8,16: [pic] [pic][pic]а) б) в) г) Если на посылке передается гармоническое колебание с параметрами a,,, тогда ____________________ T __ __ __ R=\/E= a^2*sin^2(*t+)dt =a*\/ T/ \/ 2 0 Данное значение R совпадает с евклидовым расстоянием между центром окружности и любой точкой на ней. Для 2-х позиционного ФМ сигнала (рис. а) расстояние между сигланьными точками 2*\/E - это максимально возможное расстояние между точками круга с радиусом \/E. Оно полностью определяет потенциальную помехоустойчивость данной 2-х позиционной системы. Расстояние между двумя гармоническими сигналами S1 и S2 длительностью Т1 отличающимися по фазе на угол d=(S1,S2)= (S1(t)-S2(t))^2dt = (a*sin(*t+)-a*sin*t)^2dt = ______________ ____ _______ =\/ (a^2)*T(1-cos) =\/2*E *\/1-cos ,где E=(a^2)*T/2 Ниже приведена таблица расчетов рассояний dm между ближайшими вариантами сигнала в m-позиционных системах с ФМ и соответствующих проигрышей (по минимальному сигнальному расстоянию), текущей системы двухпозиционной (см. 7 стр 49.): | | | |Минимальное | | |Кратность |Число фаз m |Минимальная |евклидово |d2/dm,дБ | |манипуляции К| |разнсть фаз |расстояние | | | | | |между | | | | | |сигналами dm | | |1 |2 | |2*\/E |0 | |2 |4 |/2 |\/2*E=1.41*\/|3.01 | | | | |E | | |3 |8 |/4 |\/(2-\/2)E=0.|8.34 | | | | |765\/E | | |4 |16 |/8 |\/(2--\/2+\/2|14.2 | | | | |)E= | | | | | |=0.39\/E | | |5 |32 |/16 |\/(2--\/2+\/2|20.2 | | | | |+\/2)E= | | | | | |=0.196\/E | | Равномерное размещение всех сигнальных точек на окружности, т.е. использование равномощных сигналов, отличающихся лишь фазой, является оптимальным только для 2-х, 3-х и 4-х позиционных случаев. При m>4 оптимальными будут неравномощные сигналы, которые кроме отличия по фазе имеют различие по амплитуде. Размещены они равномерно, обычно внутри окружности, радиус которой определяется максимально допустимой энергией сигнала. С точки зрения теории модуляции такие сигналы относятся к сигналам с комбинированной модуляцией, при которой одновременнo изменяется несколько параметров сигнала. В данном случае амплитуда и фаза (сигналы с амплитудно- фазовой манипуляцией АФМн). Простейший принцип построения сигналов с АФМн состоит в том, что сигнальные точки размещаются на двух концентрических окружностях. Однако, этот путь не всегда приводит к оптимальному результату. Например: 8-ми позиционный сигнал с АФМн: [pic] ___ 4 сигнала размещены на окружности с радиусом R=\/E , а 4 на окружности rx(t)*Sj(t)dt j=1,2,...m. i не равно j где х(t) - принятый сигнал (1) Так как принимаемый сигнал - ФМ, то входящие в (1) опорные сигналы Sj представляют собой гармонические колебания с соответствующими начальными фазами Sj= sin (t + j); j=1,2,...,m. Общая схема когерентного демодулятора с ФМ m=8 [7,стр.95] [pic][pic] Схема содержит m=8 корреляторов и решающее устройство сравнения и выбора максимального из выходов корреляторов. Вопросы реального формирования опорных колебаний описаны в (7)Число опорных колебанийи соответственно корреляторов в демодуляторе сигналов с ФМ меньше, чем число вариантов фазы. Число опор многопозиционных ФМ сигналов может быть сведено к двум, если применить соответствующий вычислитель. Пусть имеются свертки принятого сигнала x(t) и квадратурных опорных колебаний с произвольной начальной фазой о, т.е. Xo=x(t)*sin(t+o) (2) Xo=x(t)*cos(t+о) Тогда любой из интервалов: входящих в алгоритм (1), можно представить через (2) по формуле: Vi=Xo*cos(j-o) +Yo*sin(j-o) (3), следовательно общая схема когерентного демодулятора сигналов с многопозиционной ФМн может быть представлена в следующем виде: [pic][pic] В этой схеме автономный генератор и фазовращатель на /2 вырабатывают квадратурные опорные колебания с произвольной начальной фазой о; в 2-х корреляторах вычисляются проекции принятого сигнала на эти опорные колебания, в вычислителе по формуле (3) вычисляются значения Vj, а затем определяется максимальное из них. Для работы схемы необходимы точные значения разностей j-o между фазами вариантов принимаеиого сигнала и фазой опорного колебания в корреляторах. Эти разности фаз после их нахождения вводятся в вычислитель. Подробные сведения о работе демодуляторов сигналов с много позиционной ФМ можно найти в [7]. 2) Система синхронизации В системе синхронизации есть подсистемы: а) подсистема тактовой синхронизации; б) подсистема, обслуживающая декодер (ЦАП); в) подсистема, управляющая разделением каналов. 7. Учет недостатков МДЧР при равномерной расстановке частот сигналов. При МДЧР вследствие одновременного воздействия многих сигналов на нелинейный выходной усилитель мощности ствола ретранслятора, возникает ряд нежелательных эффектов: снижается общая полезная мощность на выходе УМ; появляются интермодуляционные искажения из-за нелинейности амплитудной характеристики УМ, происходит взаимное подавление сигналов. Эти недостатки приводят к снижению пропускной способности систем, под которой понимаем число станций (сигналов), обслуживаемых одним стволом БРТР. Сигнал, занимающий среднее положение в полосе частот ствола, при равномерном распределении мощностей сигналов находится в наихудшем положении, так как на него приходится наибольший уровень интермодуляционных искажений Если необходимо выровнять помехоустойчивость приемников различных станций, то распределение мощностей сигналов должно быть принято неравномерным. 8. Заключение В курсовом проекте дано краткое описание спутниковой системы связи с МДЧР с равномерной расстановкой частот сигналов; достаточно подробно выполнен раздел, посвященный выбору сигнала и перспективам применения в данной системе сигналов с АФМ; менее подробно рассмотрены вопросы приема выбранного сигнала . Более полные сведения о тех или иных разделах данной работы можно получить из соответствующих первоисточников, которые указаны по тексту. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ККК. 1. Тип системы : ССС с МДЧР 2. Число телефонных каналов на данной земной станции (ЗС) - 50. 3. Средняя частота работы ретранслятора (РТР) fo =11 ГГц 4. Вероятность ошибки на 1 символ: Рош=10^(-5) 5. Коэффициент усиления антенны бортового РТР Ga прд =30 дБ 6. Диаметр антенны приемника ЗС Da прм=7 м 7. Ширина полосы частот, отводимая стволу f ств=70 Мгц 8. Мощность бортового ПРД Р прд=10 Вт ЛИТЕРАТУРА 1."Проектирование систем передачи цифровой информации." под ред. Пенена П.И. 2."Проектирование многоканальных систем передачи информации" Когновицкий Л.В. 3."Основы технического проектирования систем связи через ИСЗ". Фортушенко А.Д. и др. 4." Справочник Спутниковая связь и вещание." под ред. Кантора Л.Я., 1988г. 5."Системы передачи цифровой информации".Пенин П.И. 6."Антенны и устрйства СВЧ". Сазонов Д.М. 7."Цифровая переадача информации фазомодулированными сигналами". Окунев Ю.Б. 8."Помехоустойчивость и эффективность СПИ" под ред, Зюко А.Г. 9."Оптимизация по пропускной способности сисем связи с частотным разделением". Когновицкий Л.В. Касымов Ш.И. Мельников Б.С. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО КУРСУ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ТЕМУ "МНОГОСТАНЦИОННЫЙ ДОСТУП С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ." ФАКУЛЬТЕТ РТФ ГРУППА Р-8-91 СТУДЕНТ АСАТРЯН С.Р. РУКОВОДИТЕЛЬ КОГНОВИЦКИЙ Л.В