9.4. КОМБИНАЦИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ СИГНАЛОВ

Принцип комбинационного уплотнения.

При многоканальной передаче дискретных сообщений наряду с ЧРК, ВРК и разделения сигналов по форме используется комбинационный способ формирования группового сигнала. Сущность этого способа состоит в следующем.

Пусть необходимо организовать передачу независимых дискретных сообщений по общему групповому тракту. Если элемент сообщения может принимать одно из возможных значений то общее число значений, которое может принимать элемент -канального источника, объединяющего исходные источников, будет равно При одинаковых значениях имеем

Таким образом, при комбинационном уплотнении каждое сочетание канальных сообщений отображается элементом группового сообщения с основанием кода (9.25), т.е. используя основание кода можно одновременно передавать информацию от индивидуальных источников, работающих с основанием кода Если, в частности, (двоичные коды), а число канатов то групповое сообщение может принимать четыре возможных значения, соответствующих различным комбинациям нулей и единиц в обоих каналах, при число различных комбинаций будет равно и т.д. Задача теперь сводится к передаче некоторых чисел определяющих номер комбинации. Эти числа могут передаваться посредством сигналов дискретной модуляции любого вида. Разделение сигналов, основанное на различии в комбинациях сигналов разных каналов, называется комбинационным. Структурная схема многоканальной системы с комбинационным (кодовым) разделением (уплотнением) представлена на рис. 9.14. Здесь первичные сообщения от источников поступают на вход кодера, выполняющего

Рис. 9.14. Структурная схема многоканальной системы с комбинационным уплотнением

функции устройства объединения каналов. Полученное групповое сообщение преобразуется с помощью группового модулятора в групповой сигнал поступающий в групповой тракт. На приёмной стороне после демодуляции и декодирования формируются канальные сообщения, соответствующие первичным сообщениям.

Примеры комбинационного разделения сигналов.

Типичным примером комбинационного уплотнения является система двукратной частотной модуляции (ДЧМ), в которой для передачи четырёх комбинаций сигналов двух источников (каналов) используют четыре разные частоты: При двукратной фазовой модуляции (ДФМ) каждой комбинации сообщений источника соответствует определённое значение фазы группового сигнала или (табл. 9.2).

Таблица 9.2 (см. скан)

В качестве иллюстрации принципа комбинационного разделения рассмотрим пример разделения каналов при ДЧМ (рис. 9.15). Здесь принятый сигнал подаётся на фильтры подключённые к диодам выполняющим функции детекторов, попарно работающих на общие нагрузки. При передаче частоты напряжение с выхода подводится через диоды и к входным зажимам 0) и аппаратов каналов в соответствии с табл. 9 2. При передаче частоты напряжение с фильтра подключается через диоды и Дб соответственно к зажимам Все остальные соединения на схеме рис. 9.14. выполнены также в соответствии с табл. 9.2. При оптимальном приёме для разделения сигналов на частотах используют вместо полосовых фильтров согласованные.

Сравнение системы ДЧМ с обычной двухканальной ЧМ системой с ЧРК показывает, что обе системы занимают практически одинаковую полосу частот, однако мощность сигнала, требуемая для обеспечения заданной вероятности ошибки при ДЧМ, почти вдвое меньше, чем при ЧРК. Существенно меньше оказывается и пиковая мощность при ДЧМ. Поэтому в системах с ограниченной энергетикой комбинационное уплотнение по методу ДЧМ находит широкое применение.

Рис. 9.15. Схема приёма сигналов ДЧМ

Комбинационные системы ДФМ на практике реализуются в виде двойной относительной фазовой модуляции ДОФМ по тем же принципам, по которым вместо абсолютных систем ФМ используются относительные — ОФМ.

Аналогично можно формировать сигналы комбинационного уплотнения для большого числа канатов — многократную частотную модуляцию (МЧМ), многократную относительную фазовую модуляцию (МОФМ) и др.

В случае МЧМ при выборе частот, обеспечивающих ортогональность системы передаваемых сигналов, занимаемая полоса частот с ростом увеличивается экспоненциально. Вероятность ошибки в каждом канале с увеличением также возрастает, но очень медленно. Поэтому такие системы применяют в тех случаях, когда используемый канал обладает большими частотными ресурсами, но его энергетические возможности ограничены.

В случае МОФМ, наоборот, занимаемая полоса частот с ростом почти не увеличивается, но вероятность ошибки увеличивается очень быстро и для сохранения требуемой верности необходимо увеличивать мощность сигнала. Такие системы пригодны в тех ситуациях, когда существуют жёсткие ограничения полосы пропускания канала, а мощность сигнала практически не лимитирована.

Рассмотренные примеры систем комбинационного уплотнения на основе сишатов МЧМ и МФМ по существу являются частными случаями систем передачи с многопозиционными сигналами. При МЧМ получаем многочастотные сигналы, а при МФМ - многофазные. Вместе с тем можно модулировать одновременно несколько параметров переносчика, например амплитуду и фазу, частоту и фазу и т.д.

В последнее время большой интерес проявляется к сигналам амплитудно-фазовой модуляции (АФМ), которые можно реализовать схемой квадратурной модуляции. В системах АФМ в течение интервала передачи одного элементарного сигнала его фаза и амплитуда принимают значения, выбранные из ряда возможных дискретных значений амплитуд и фаз. Каждая комбинация значений амплитуды и фазы отображает один из многопозиционных сигналов группового сигнала с основанием кода Сигналы АФМ можно формировать, например, путём многоуровневой амплитудной и фазовой модуляции двух квадратурных (сдвинутых по фазе на колебаний несущей частоты. Если для модуляции синфазной (ей присвоен номер 1) и квадратурной (ей присвоен номер 2) составляющих использовать значения уровней то полученный сигнал КАФМ-4 (рис. 9.16) будет соответствовать ДФМ. Если же для модуляции как в синфазном, так и в ратурном канале используются четырёхуровневые сигналы то при этом получается -позиционная КАФМ, которую можно представить выражением

Расположение сигнальных точек -позиционной КАФМ на амплитудно-фазовой плоскости изображено на рис. 9.17, где точками показаны положения концов вектора А, при различных значениях В принципе для каждого числа можно строить различные ансамбли сигналов. Так, кроме представленной на рис. 9.16 и 9.17 квадратурной сети, разрабатываются

Рис. 9.16. Расположение сигнальных точек сигналов КАФМ-4 или ДФМ

Рис. 9.17. Расположение сигнальных точек при -позиционной КАФМ

ансамбли сишалов на основе треугольной сети, различные варианты круговых расположений сигнальных точек и др. (см. гл. 11).

В последние годы успешно развивается теория сигнально-кодовых конструкций направленная на повышение скорости передачи и помехоустойчивости при существенных ограничениях на энергетику и занимаемую полосу частот. Подробнее вопросы СКК рассмотрены в гл 11.