|
|
Рихтер лекции системы радиосвязи. рихтер лекции. Кафедра радиовещания и электроакустики
П р и е м н и к Ант Дек.Р
Дек.К
ЦАП
Демодулятор
Тел
Логический блок
Синтезатор частоты
Ком
Пм/Пд
Дисплей
Клавиатура
Код.Р
Код.К
АЦП
Мик
Модулятор
Антенный Рис. 2.1. Функциональная схема сотового радиотелефона.
кодер речи - осуществляет кодирование речевого сигнала - преобразование по определенным законам с целью сокращения его избыточности, т.е. с целью сокращения объема информации, передаваемой по каналу;
кодер канала - добавляет в цифровой сигнал дополнительную (избыточную) информацию, предназначенную для защиты от ошибок при передаче сигнала по линии связи; а также вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления от логического блока;
модулятор - осуществляет перенос кодированного сигнала на несущую частоту;
демодулятор - выполняет функцию, обратную функции модулятора, - выделяет из модулированного сигнала кодированную цифровую последовательность;
декодер канала - выделяет из входного цифрового потока служебную и дополнительную информацию, используя последнюю для обнаружения и исправления (по возможности) ошибок, внесенных в цифровой сигнал в процессе его передачи по радиоканалу;
декодер речи - восстанавливает цифровой речевой сигнал;
ЦАП - преобразует принятый цифровой речевой сигнал в аналоговую форму.
В приемопередающий блок входят также синтезатор частоты и микропроцессорный логический блок, управляющий работой терминала (входные каскады приемника и выходные каскады передатчика на схеме не показаны). Синтезатор частот является источником высокостабильных колебаний; он позволяет получить высокостабильную сетку частот, необходимых для реализации дуплексного режима работы АТ в используемом диапазоне.
Логический блок сотового радиотелефона состоит из цифрового сигнального процессора, памяти, канального эквалайзера, канального кодера/декодера, SIM-карты, преобразователей АЦП и ЦАП, наборного поля и дисплея. Цифровой логический блок выполняет все функции, связанные с цифровой обработкой сигнала (демодуляция, кодирование / декодирование канала, сжатие и восстановление речевого сигнала) и обработкой информации, вводимой с наборного поля клавиатуры. Она выводит необходимую информацию на экран дисплея, производит обмен информацией с SIM-картой - специальным съемным модулем идентификации абонента, обеспечивающим аутентификацию абонента и шифрование данных.
В качестве примера АТ на рис. 2.2 приведена упрощенная структурная схема сотового радиотелефона, работающего в стандарте GSM. Часто в таких радиотелефонах имеется аналоговая и цифровая части, которые выполняются на отдельных платах. Устройство приема – супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты. Принимаемый сигнал с антенны поступает на керамический полосовой фильтр, выделяющий принимаемый сигнал fc и ослабляющий помехи. Отфильтрованный сигнал усиливается в малошумящем усилителе МШУ и подается на смеситель. На второй вход смесителя с синтезатора частот поступает первый сигнал гетеродина fпрм. Выходной сигнал смесителя первой промежуточной частоты fпр1 выделяется фильтром на поверхностных акустических волнах ПАВ, усиливается в усилителе промежуточной частоты УПЧ1 и поступает на второй смеситель. На второй вход этого смесителя подается сигнал гетеродина fг. Полученный в результате преобразования сигнал второй промежуточной частоты fпр2 (450 кГц) фильтруется фильтром на ПАВ и усиливается в УПЧ2 до необходимого уровня. Затем сигнал преобразуется в цифровую форму в АЦП и поступает в центральный процессор CPU, где последовательно осуществляются демодуляция, канальный эквалайзинг, канальное декодирование и декодирование речи. Восстановленный цифровой речевой сигнал преобразуется блоком ЦАП в аналоговую форму, усиливается и поступает на громкоговоритель (телефон).
Рис. 2.2. Упрощенная структурная схема сотового радиотелефона стандарта GSM
В передающей части АТ сигнал с выхода микрофона усиливается, преобразуется блоком АЦП в цифровую форму и поступает на центральный процессор CPU, где последовательно осуществляются кодирование речи, канальное кодирование и формирование информационных цифровых потоков I и Q. В фазовом модуляторе осуществляется манипуляция фазы квадратурных несущих, сформированных в I/Q – генераторе на частоте fфм, определяемой синтезатором частот. Фазоманипулированный сигнал подается на смеситель, где осуществляется его перенос на несущую частоту fс1 с помощью частоты fпрд, поступающей от синтезатора частот. После полосовой фильтрации сигнал усиливается в регулируемом усилителе мощности УМ и через полосовой фильтр поступает в антенну для излучения в пространство.
При передаче сообщений предусматривается адаптивная регулировка уровня мощности передатчика, обеспечивающая требуемое качество связи. Обработка сигналов управления, опрос клавиатуры, формирование необходимых частот и вывод информации на дисплей происходят под управлением центрального процессора CPU, который выполняет здесь роль логического блока.
В рамках стандарта GSM приняты пять классов АТ, различающихся уровнем выходной мощности радиопередатчика, - от модели 1-го класса с мощностью Рвых= 20 Вт, устанавливаемой на транспортном средстве, до портативной модели 5-го класса, характеризуемой Рвых= 0,6 Вт.
Фактически в описанном терминале абонента совмещены все функции станций спутниковой связи (АЦП/ЦАП, модуляция, демодуляция, кодирование, декодирование, усиление мощности и т.п.). Разработка двухрежимного АТ - для наземной и спутниковой систем связи - представляет собой сложную технологическую задачу. В отличие от систем наземной персональной связи, в СПСС информационный обмен обеспечивается преимущественно только с открытого пространства. Возможность связи из зданий (при расположении антенн на подоконнике и т.п.) ограничена. Персональная спутниковая связь в городских условиях затруднена из-за затенения городскими застройками, а следовательно, работа возможна только при больших углах возвышения спутника.
Теоретически терминалы радиотелефонной связи СПСС обеспечивают практически те же виды услуг, что и в наземных сетях, но в глобальном масштабе. Аналогично, как и в наземных сетях, предполагается использование многорежимных терминалов, ориентированных на работу в сотовых сетях разных стандартов. Таким образом, наметилась тенденция к интеграции наземных систем и систем персональной спутниковой связи.
Отдельную группу АТ составляют алфавитно-цифровые и цифровой пейджеры. Скорость передачи информации составляет обычно 2400 бит/с, однако АТ Globalstar в некоторых режимах способны обеспечивать до 9600 бит/с. Передаче информации предшествует процесс установления соединения, занимающий по времени от 2 до 30 с.
Речеобразование и характеристики речи
Один из распространенных способов описания речи заключается в представлении ее в виде сигнала, т.е. акустического колебания, или некоторой параметрической модели.
Под речевым сигналом (РС) понимают электрическое колебание, наблюдаемое на выходе формирующего устройства (акустоэлектрического преобразователя) при воздействии на его вход акустического речевого колебания. Сообщение, передаваемое с помощью РС, является дискретным, т.е. может быть представлено в виде последовательности символов из конечного их числа. Символы, из которых состоит РС, называются фонемами. Фонемой также называют наименьшую звуковую единицу данного языка, существующую в целом ряде конкретных звуков речи. Между буквами и фонемами одного и того же языка нет однозначной связи (буквы - это то, что мы читаем, фонемы - то, что произносим), поэтому число фонем и число букв неодинаково во всех языках. В каждом языке имеется присущее ему множество фонем, обычно от 30 до 50 (в русском языке насчитывается 42 звука речи - 6 гласных и 36 согласных).
Механизм речеобразования. Р ечь предназначена для общения. Речевое общение начинается с того, что в мозгу человека возникает в абстрактной форме некоторое сообщение. В процессе речеобразования это сообщение преобразуется в акустическое речевое колебание. Информация, содержащаяся в сообщении, представлена в акустическом колебании весьма сложным образом. Сообщение сначала преобразуется в последовательности нервных импульсов, управляющих артикуляционным аппаратом человека (рис. 3.1.). Под воздействием нервных импульсов артикуляционный аппарат приходит в движение, результатом которого является акустическое речевое колебание, несущее информацию об исходном сообщении. Знание механизма речеобразования играет важную роль для понимания методов обработки речи.
|
|
|
Скачать 3.27 Mb.