Линейный сигнал ЦСП. Линейный сигнал цсп

• Название: Линейный сигнал цсп
• Анкор: Линейный сигнал ЦСП
• Дата: 18.11.2022
• Размер: 146 Kb.
• Имя файла: Линейный сигнал ЦСП.doc
• Тип: Документы; #795322

Линейный сигнал ЦСП

Цифровой сигнал, сформированный оборудованием группообразования в большинстве случаев непригоден для передачи по линейным трактам с регенерацией. Поэтому на входе линейного тракта сигнал преобразуется с целью согласования его параметров с характеристиками тракта.

	Требование	Достигаемая цель
	малая интенсивность ВЧ составляющих	увеличение длины участка регенерации уменьшение межсимвольных помех I рода улучшение ЭМС с другими парами кабеля
	малая интенсивность НЧ составляющих	уменьшение межсимвольных помех II рода уменьшение влияния НЧ помех
	отсутствует постоянная составляющая
	наличие информационной избыточности	контроль ошибок
	наличие устойчивых признаков синхронизации	осуществление самосинхронизации

Сигнал на выходе АЦП в безызбыточном двоичном коде может быть представлен в виде случайной последовательности импульсов со скважностью (обычно Q=2). Такой сигал называют биполярным кодом. Энергетический спектр содержит сплошные и линейчатые составляющие; амплитуды постоянной и НЧ составляющих спектра выше, чем ВЧ составляющих. Ширина первого лепестка

Биполярный сигнал может быть представлен как в формате RZ (Return to Zero)- с переходом в ноль, так и в формате NRZ (Non Return to Zero) без перехода в ноль (Q=1)

Множество линейных кодов в ЦСП целесообразно разделить на

• 
  алфавитные, в которых происходит преобразование кодовых групп из m двоичных символов в слова, состоящие из n символов с основанием L. Обозначаются mBnL;
  
• 
  неалфавитные
  

Для алфавитных кодов характерно изменение тактовой частоты линейного сигнала

Основные параметры:

1. 
   коэффициент изменения тактовой частоты
   
2. 
   информационная избыточность кода
   
3. 
   избыточность преобразования
   
4. 
   предельный коэффициент изменения тактовой частоты
   
5. 
   текущая цифровая сумма
   

где M - число элементов на заданном интервале времени;

k - номер символа, от которого начат отсчет суммы;

S_k- вес этого элемента.

Текущей цифровой суммой оценивается качество балансирования

Понятие о весе элемента иллюстрируется рис. 6.8д, где вес единицы S₁=(1-р), а вес нуля S₀=-p. При одинаковых вероятностях формирования символов S₁=0,5, S₀=-0,5. Ясно, что при идеальном балансировании 0. Рассматриваемый на рис. 6.8 код является типичным небалансным кодом. Действительно, цифровая сумма на интервале t₁-t₂ последовательности, изображенной на рис. 6.8д, характеризуется величиной (k)=1+1-1-1-1-1=-2

Часто для той же оценки применяют понятие о диспаритетности кода d. Диспаритетность - это разность чисел единиц и нулей в кодовой комбинации. Например, для кодовой комбинации 10000011 d=3- 5=-2. В балансных трехуровневых кодах минимальные значения цифровых сумм достигаются введением инверсии единиц (коды ЧПИ и HDB-3). Например, кодовая небалансная комбинация 11110110 ((k)=2) превращается в коде ЧПИ в балансную комбинацию 1-11-101-10 ((k)=0). При этом число импульсных позиций в кодовой комбинации не изменилось.

Коды класса mBnB

В этом случае вместо m двоичных символов импульсной случайной последовательности на входе преобразователя кода (ПК-2, рис. 6.3) формируется n двоичных символов на его выходе, причем n>m. Число кодовых комбинаций на выходе ПК-2ⁿ, на входе - 2^m. Так как 2ⁿ>2^m код обладает избыточностью, то есть содержит свободные импульсные позиции, на которые вводятся как балансные символы, так и символы сервисных сигналов. Однако, введение избыточности сопровождается увеличением тактовой частоты линейного сигнала (в дальнейшем она называется линейной частотой f_л), а именно:

где f_m- тактовая частота двоичной последовательности на входе ПК.

Увеличение f_л означает расширение спектра сигнала, что может привести к сокращению дальности связи. Заметим, что импульсы на выходе кодера (преобразователя кода) коррелированны между собой. Для определения спектра такой кодовой последовательности необходимо найти преобразование Фурье от ее (последовательности) корреляционной функции [2]. Как правило, блочные коды формируются из ЦСП в формате NRZ.

Коды 1В2В

Эти коды используются при сравнительно низких скоростях передачи. Существует значительное число их разновидностей [3,4]. Для примера рассмотрим абсолютный (БС) и относительный (ОБС) биимпульсные сигналы (иногда эти коды называют манчестерскими), а также код СМI (Complemented Marc Inversion). Алгоритмы формирования кодов представлены на рис. 6.10. Во всех трех кодах нуль передается кодовым словом 01. Единица в коде БС передается кодовым словом 10, в коде ОБС - инверсией этого слова, а в коде СМI - инверсией кодового слова 11. Рассматривая рис. 6.10, замечаем, что все три кода характеризуются значительным числом переходов, что свидетельствует о возможности выделения последовательности тактовых импульсов. Текущие цифровые суммы кодов имеют ограниченное значение. Это позволяет контролировать величину вероятности ошибки достаточно простыми средствами. Например, для кода БС непосредственно из рис. 6.10 находим: (k)=0, то есть код идеально сбалансирован. Число одноименных следующих друг за другом символов в этих кодах не превышает двух-трех, следовательно, фазовые дрожания импульсов, восстановленных в РЛ и PC, будут минимальными. Непрерывные спектры кодов, рассчитанные по их автокорреляционным функциям, представлены на рис. 6.11. Видно, что все они расширены в два раза по сравнению со спектром ЦСП в формате NRZ; это является недостатком рассматриваемых кодов. В дискретном спектре кода СМI присутствует тактовая частота, которую можно в регенераторе выделить узкополосным фильтром, упростив тем самым схему тактовой синхронизации.



Рис.

Аппаратурная реализация рассматриваемых кодов достаточно проста. Например, для преобразования ИСП в формате NRZ в код БС можно применить преобразователь кода (рис. 6.12а), состоящий из двух схем совпадений ("И"), схемы "ИЛИ", инвертора и линии задержки ЛЗ с временем задержки =3/2Т. Работу схемы поясняет диаграмма рис. 6.12b.

Недостатком кода БС является возможность ошибочного приема единицы вместо нуля и наоборот при случайном сдвиге всей последовательности импульсов на Т/2. От этого недостатка свободен код СМI, в котором имеется запрещенная комбинация 10 (рис. 6.10), используемая для контроля ошибки. Кроме того, эту комбинацию можно использовать для передачи сервисных сигналов (например синхроимпульсов).

Код 5В6В

По мере увеличения скорости передачи увеличивается полоса частот линейного сигнала, при этом дальность связи уменьшается. Поэтому ЦВОСП, в которых применяются в качестве линейного сигнала коды 1В2В, работают на коротких линиях связи (в основном на ГТС). Так, код БС применяется в системе передачи "Соната", код CMI- в системе ИКМ-120-4/5 при скоростях не более 10-12 Мбит/с. При больших скоростях применяются блочные коды с отношением n/m<2, например коды ЗВ4В, 5В6В и т.д. Рассмотрим подробнее код 5В6В, так как он применяется в отечественных ЦВОСП для зоновой связи "Сопка-2" и "Сопка-3". Ясно, что для этого кода , то есть спектр в ОВ расширяется на 20% по сравнению со спектром группового сигнала. Код обладает избыточностью: на входе преобразователя кода имеет место 2⁵=32 варианта кодовых комбинаций по 5 символов в каждой, а на выходе ПК - 2⁶=64. Двойная избыточность позволяет сформировать сигнал с минимальным числом следующих друг за другом одноименных символов и организовать передачу сервисных сигналов. С этой целью для данного кода разработаны 3 алфавита (моды). Моды отличаются, друг от друга весами. Вес основной моды R=n/2. Это означает, что в шестисимвольной последовательности три символа - единицы. Дополнительные моды имеют веса R-1 и R+l. На рис. 6.13 показан принцип формирования кода 5В6В, а в таблице 6.2 - примеры алфавитов (мод). Из 64 комбинаций используются 56: 20-с весом R и 36-с весами R-1 и R+l. Полная таблица алфавитов кода приведена в [3]. Формирование шестисимвольной последовательности производится с помощью полупроводникового запоминающего устройства (ПЗУ). Непрерывный спектр кода 5В6В приведен на рис. 6.14 Видно, что низкочастотные составляющие спектра малы, а постоянная составляющая отсутствует. Это позволяет вырезать НЧ часть спектра фильтром без заметного увеличения вероятности ошибки, и в этой части организовать передачу сервисных сигналов (СС и ТМ).

Одним из недостатков кода 5В6В является сложная схемная реализация кодера (ПК-2, рис. 6.3).

NRZ

CMI

БС

NRZ