хуй. Содержание Введение Собственные помехи в аналоговых системах передачи (асп) Нелинейные помехи в асп структурная схема системы передачи с икмврк. Расчет основных её параметров Список литературы Введение

• Название: Содержание Введение Собственные помехи в аналоговых системах передачи (асп) Нелинейные помехи в асп структурная схема системы передачи с икмврк. Расчет основных её параметров Список литературы Введение
• Дата: 23.11.2021
• Размер: 0.53 Mb.
• Имя файла: v8_15.docx
• Тип: Задача; #279733

Содержание

Введение………………………………………………………………………3

1. 
   Собственные помехи в аналоговых системах передачи (АСП)…..… 5
   
2. 
   Нелинейные помехи в АСП………………………………………….. 6
   
3. 
   Структурная схема системы передачи с ИКМ-ВРК.
   

Расчет основных её параметров…………….……………………… 8

Список литературы………………………………………………………… 12

Введение

Помехи, возникающие в групповых и линейных трактах аналоговых систем передачи имеют место и в цифровых телекоммуникационных системах с плезиохронной цифровой иерархией (PDH), синхронной цифровой иерархией (SDH), в волоконно-оптических системах передачи (ВОСП), а также в системах xDSL (цифровая абонентская линия).

Таблица В1 – Поправочный коэффициент к задачам

Год выполнения	15
Временной коэффициент Ψ	1,5

1 Собственные помехи в аналоговых системах передачи (АСП)

Задача 1

Рассчитать суммарный уровень собственных помех в конце участка линейного тракта АСП, содержащего «n» усилителей. Определить мощность собственных помех в ТНОУ.



Рисунок 1.1 – Структурная схема линейного тракта АСП

Таблица 1.1 - Параметры линейного тракта для расчета СП

№ варианта	5
Исходные данные
Рсш.прив., дБм	-130
α(fр), дБ/км	3,2
Рпер, дБм	-10,5
L1, км	10
L2, км	10,5
L3, км	11
L4, км	11,5

Задание:

- определить затухание каждого усилительного участка, длиной L_i;

- определить уровень собственных помех от каждого усилителя в конце участка магистрали;

- определить мощности собственных помех в этой же точке (полученные значения перевести в пВт , используя понятие абсолютного уровня по мощности);

- определить суммарную мощность СП в этой же точке;

- определить суммарный уровень СП в конце участка магистрали;

- определить суммарный уровень СП в ТНОУ.
Решение:

1) Затухание каждого усилительного участка определяется:

, [дБ] (1.1)

где - километрическое затухание кабеля на расчётной частоте при максимальный температуре грунта; – длина i-го усилительного участка; – поправочный коэффициент 1,4.

А_уу1 = 3,2*10*1,5 = 48 дБ

А_уу2= 3,2*10,5*1,5 = 50,4 дБ

А_уу3 = 3,2*11*1,5 = 52,8 дБ

А_уу4 = 3,2*11,5*1,5 = 55,2 дБ

2) Уровень собственных помех от усилителя передачи в конце участка магистрали определяется:

, (1.2)

Т.к. S_i = L_i , то

Р_{сп 0} (вых) = Р_{сш.прив.} + S_пер ; [дБм] (1.3)

Уровень собственных помех в конце участка магистрали от первого усилителя:

и т.д. (1.4)

Для нахождения суммарного значения мощности СП необходимо уровни перевести в мощности, используя понятие абсолютного уровня по мощности P = 10^0.1P , [мВт]

р_{с.ш.вых 1} = р_{с.ш.прив} + S₁=-130+48=-82 дБ= 6,3*10^-9 мВт,

р_{с.ш.вых 2} = р_{с.ш.прив} + S₂=-130+50,4=-79,6 дБ= 1,096*10^-8 мВт,

р_{с.ш.вых 3} = р_{с.ш.прив} + S₃=-130+52,8=-77,2 дБ= 1,9*10^-8 мВт,

р_{с.ш.вых 4} = р_{с.ш.прив} + S₄=-130+55,2=-74,8 дБ= 3,31*10^-8 мВт,

3) Суммарное значение мощности СП на выходе участка магистрали определяется путем суммирования значений мощностей СП.

= 6,3*10^-9+1,096*10^-8+1,9*10^-8+3,31*10^-8=6,946*10^-8мВт = =69,46 пВт

4) Суммарный абсолютный уровень СП определяется как , [дБм]

р_{с.ш.вых рез} =

5) Суммарный абсолютный уровень СП в ТНОУ определяется как:

= -71,58 – (-10,5) = -61,08 дБ

Для уменьшения результирующей мощности собственных шумов на выходе канала необходимо уменьшать мощность шумов, поступающих от каж­дого усилителя. При заданном уровне собственных шумов характеризующем усилитель, снизить уровень можно, повышая уровень полезного сигнала . Таким образом, для уменьшения мощности собственных шумов целесообразно передавать полезные сигналы с высокими уровнями.

2 Нелинейные помехи (НП) в АСП

Задача 2

Построить графики распределения продуктов нелинейности на выходе линейного усилителя 2-го порядка, 3-го порядка 2-го рода, 3-го порядка 1-го рода. Рассчитать мощность НП i-го порядка,j-рода в верхнем по спектру канале в цепочке из n усилителей в соответствии с таблицей 2.1

Таблица 2.1 - Параметры линейного тракта для расчета НП

№ вар.	8	№ вар.	8
Параметр		Параметр
fлс min , кГц	24	i	3
Nтч	24	j	2
Pсрк(0),мкВт	33	Аг2 ,дБ	83
Рпер,дБм	-9	Аг3 ,дБ	103
n	3

Решение:

1) Определить верхнее значение частоты группового сигнала f_в( f_{лс max} ), учитывая, что в АСП один канал ТЧ занимает 4 кГц с учетом защитных частотных интервалов.

f_{лс max}= f_{лс min}+ N 4 , [кГц] , (2.1)

Т.е. f_н = f_{лс min}

f_в = f_{лс max}

f_{лс max}= 24+ 24 4 = 120 кГц

2) Диапазон частот продуктов нелинейности будет:



Рисунок 2.1 – Распределение продуктов нелинейности по спектру

3) Для расчета мощности нелинейной помехи 3 порядка 2 рода в спектре канала ТЧ воспользуемся расчетной формулой:

P_нп32(0)=24∙К_пс² ∙ ∙10^{0,1[Pмс(0)+2Рпер]}∙10^-0,1Аг3(0) ∙ [y₃₂(σ)] ∙10⁹, [nВт, псоф.], (2.2)

P_нп32(0)= 24∙0,75² ∙ ∙10^{0,1[-1,01+2(-9)]}∙10^-0,1*103 ∙ [0,125] ∙10⁹=0,0342 [nВт, псоф.],

где р_мс(0) – уровень средней мощности группового сигнала в ТНОУ.

р_мс(0) = 10∙lg = 10∙lg [дБм] (2.3)

Р_к(0) – средняя мощность канального сигнала в ТНОУ.

y₃₁(σ) = 0,4 – нормированные спектральные функции 3-го порядка 1-го рода соответственно, определяемые по графикам рис. 2.2.

σ – нормированное значение частоты заданного канала.

σ = ;

Для верхнего по спектру канала σ = 1.

А_г2(0) , А_г3(0) – затухания нелинейности группового усиления по 2-й и 3-й гармоникам, при нулевом уровне на выходе усилителя.



Рисунок 2.2 – Нормированные спектральные функции y₃₂(σ), y₃₁(σ)

4) Для нахождения суммарной мощности НП в пределах секции регулирования следует учесть, что нелинейные помехи 3-го порядка 2-го рода суммируются по напряжению:

(2.5)

- суммарная мощность НП 3-го порядка 2-го рода в цепочке из «n» усилителей.

3 Построение малоканальных цифровых телекоммуникационных систем с импульсно-кодовой модуляцией и временным разделением каналов (ИКМ-ВРК)

Задача №3

Разработать структурную схему ЦСП ИКМ-ВРК, рассчитанную на передачу N сигналов ТЧ с верхней частотой сигналов ТЧ F_в , разрядностью кода m. В соответствии с таблицей 3 для данной ЦСП рассчитать:

-частоту дискретизации F_д ;

-тактовую частоту;

-длительность канального интервала, тактового импульса;

Разработать и изобразить структуру цикла передачи, показав на ней:

-длительность цикла;

-длительность канального интервала;

-длительность тактового интервала и импульса;

Построить энергетический спектр двоичного цифрового сигнала (ДЦС). Количество служебных канальных интервалов определить самостоятельно.

№ вар.	8
Fвх, кГц	4,3*1,5=6,45
m	8
N	30

Таблица 3.1 – Исходные данные для расчета параметров ЦСП

Решение:

1) В цифровых системах передачи (ЦСП) все виды сообщений передаются с помощью цифровых сигналов. Одним из них может являться сигнал, преобразованный с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Процедура преобразования может быть представлена в виде трех этапов (операций): дискретизация по времени, квантование по уровню и кодирование.

В основе преобразования непрерывного сигнала в дискретный (отсчеты) лежит теорема В.А.Котельникова. В соответствии с этой теоремой любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой F_в , полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчетов, взятых через промежуток времени T_д ≤ ·F_в .

Частота следования дискретных отсчетов

F_д = µ· F_вх· = 2,4·4,3·1,5 = 15,48 =16 кГц (3.1)

где обычно µ ≥ 2,3÷2,4.

2) В настоящее время в цифровых системах передачи разделительным признаком канального сигнала является отрезок времени, в течение которого передается кодовая группа из m символов (разрядность кода).

В групповом сигнале ЦСП с ИКМ-ВРК объединяются кодовые группы разных каналов, разделенные по времени, которое осуществляется в процессе операции дискретизации путем сдвига отсчетов в разных каналах на величину τ_ки (канальный интервал).

Кроме N=30 информационных канальных интервалов организуется два служебных: один для передачи сигнала синхронизации, другой – для передачи сигналов управления и взаимодействия (СУВ): итого 32 КИ.

3) Одной из основных характеристик группового сигнала системы передачи ИКМ-ВРК является цикл передачи Т_ц. Это минимальный отрезок времени, за который по разу передаются символы (кодовые посылки), выполняющие одинаковую функциональную нагрузку. Для малоканальных ЦСП цикл передачи равен периоду дискретизации Т_ц = T_д. В начале цикла в канальном интервале KИ₀ передается синхросигнал; в середине канальный интервал для передачи СУВ. Так как в одном канальном интервале обычно передается СУВ только двух информационных сигналов, то для передачи СУВ всех каналов организуется сверхцикл Т_сц. Один цикл используется для передачи сигнала сверхцикловой синхронизации. Число циклов в сверхцикле можно определить как:

= (3.2)

F_д = 16 кГц, N = 30, то

Т_ц = 62,5 мкс,

Т_сц = 62,5·( + 1 ) = 1 мкс.

В каждом канальном интервале передается m символов (импульсов), при этом скважность импульсов равна 2.

τ_ки = = 1,95 [мкс]

Тактовый интервал: _ти=

Если =8, то

Т_ти = = 0,244 [мкс]

Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ на 30 каналов приведена на рисунке 3.1.



Рисунок 3.1. – Структурная схема ИКМ-30

На данном рисунке каждый из 30 каналов ТЧ имеет дифференциальную систему, ФНЧ, ЭКл, а остальные блоки, начиная с блока кодер, являются групповым устройствами.

Передающее оконечное оборудование осуществляет дискретизацию входных аналоговых сигналов, временное объединение полученных дискретных отсчетов, их квантование, кодирование и преобразование ДЦС в на выходе кодера в форму, удобную для передачи по линии.

Приемное оконечное оборудование осуществляет обратное преобразование, т.е. из последовательности кодовых посылок восстанавливает непрерывный аналоговый сигнал.

Электронные ключи работают под воздействием управляющих импульсов, поступающих от ГО пер, которые замыкают ЭКл на короткое время. Таким образом на выходе ключа, появляется дискретный отсчет мгновенного значения входного аналогового сигнала. Частота следования данных отсчетов определяется теоремой Котельникова и выбирается равной 16 кГц. В результате дискретизации вместо непрерывного сигнала на входе Экл получается АИМ сигнал. Период следования отсчетов – 62,5 мкс.

При этом в интервале времени между отсчетами сигнала одного канала, располагаются отсчеты сигналов других каналов системы. Осуществляется это путем сдвига импульсных последовательностей, управляющих Экл других каналов на время Тк = 1/ fд N, где N - общее число каналов. Таким образом, на входе кодера образуется групповой АИМ - сигнал. Кодер преобразует этот сигнал в цифровую форму, выполняя сначала операцию квантования по амплитуде, а затем кодирования. На выходе кодера образуется двоичный цифровой сигнал.

Сверх цикл будет состоять из 32 циклов, так как в одном цикле передаются СУВ от двух каналов, а один цикл понадобится для передачи сверхциклового синхросигнала (0 цикл комбинация 0000) . Цикл передачи будет состоять из 30 канальных интервалов (№0 – синхросигнал 0011011, №16 – для передачи СУВ, и 30 КИ для информации КТЧ). Одновременно за время одного цикла в 16 КИ будут передаваться СУВ для двух каналов (например в первом цикле – для 1 и 15 канала, во втором цикле – для 2 и 16 каналов и т.д.)

4) Тактовая частота ЦСП – это частота следования тактов F_m.


Список литературы

1. 
   Шувалов В.П. и др. «Телекоммуникационные системы и сети» Том 1, 2012г.
   
2. 
   Попов Г.Н. Телекоммуникационные системы передачи PDH. Часть 1. Основы построения PDH. Новосибирск, 2007г.
   
3. 
   Кудрявцева Э.А., Гавриленко О.Б. Телекоммуникационные цифровые системы передачи. Учебное пособие, Новосибирск, СибГУТИ, 2005г.
   
4. 
   Кудрявцева Э.А. «Многоканальные телекоммуникационные системы». Конспект лекций.
   
5. 
   Шувалов В.П. и др. «Телекоммуникационные системы и сети» Том 3. 2005г.
   
6. 
   Баева Н.Н., Гордиенко В.Н. Многоканальные системы передачи. Москва «Радио и связь», 1997г.