Лекция 20. Методы многоканальной связи

Цель лекции: ознакомление с системами многоканальной связи.

Содержание:

а) Разделение сигналов по форме;

б) Комбинационное разделение;

в) Цифровые методы передачи непрерывных сообщений.

Разделение сигналов по форме

Для разделения сигналов могут использоваться не только такие очевидные признаки, как частота, время и фаза. Наиболее общим признаком является форма сигналов. Различающиеся по форме сигналы могут передаваться одновременно и иметь перекрывающиеся частотные спектры и тем не менее такие сигналы можно разделить, если выполняется условие их ортогональности. Пусть в качестве переносчиков выбраны импульсы, последовательность которых образует, например, степенной ряд.

В предположении, что информация содержится в коэффициентах с₀, с₁…, для группового сигнала запишем

s(t)=c₀t⁰ + c₁t + …+ c_Nt^N. (20.1)

Члены ряда линейно независимы и, следовательно, ни один из канальных сигналов c_kt^k не может быть образован линейной суммой всех других сигналов. Это легко понять, обратив внимание на то, что многочлен от t может быть равен нулю только в том случае, когда все его коэффициенты равны нулю.

Взаимные помехи при таком методе разделения возникают из-за неидеальности устройств формирования канальных функций. На практике метод разделения каналов по форме сигналов нашёл широкое применение в так называемых асинхронных адресных системах связи (ААСС).

Комбинационное разделение

При комбинационном методе разделения групповой сигнал не является просто суммой начальных сигналов, а представляет собой отражение определенной комбинации канальных сообщений. При этом задача сводится к передаче чисел, определяющих номер комбинации; эти числа могут быть переданы любыми сигналами. На практике наибольшее применение нашли системы двойного частотного телеграфирования (ДЧТ) и двойного фазового телеграфирования (ДФТ).

Так, при ДЧТ в двухканальной системе передачи двоичных сообщений, различным комбинациям символов в двух каналах соответствует передача сигналов на одной из четырёх частот: f ₁, f ₂, f ₃, f ₄.

На приеме восстановление канальных символов по принятому сигналу происходит с помощью дешифратора.

В такой системе с увеличением числа частот занимаемая полоса частот увеличивается экспоненциально с ростом числа каналов, а вероятность ошибки растёт существенно медленнее.

Если же числа кодировать значениями начальных фаз передаваемых сигналов (многократная дискретная фазовая модуляция), то с ростом числа каналов полоса частот практически не увеличивается, а вероятность ошибки резко возрастает.

Широкое применение находит двукратная относительная фазовая телеграфия (ДОФТ) для передачи двух двоичных синхронных сообщений на одной несущей.

Цифровые методы передачи непрерывных сообщений

В последние годы успешно развиваются цифровые методы разделения сигналов по их форме. В частности, в качестве переносчиков различных канальных сигналов используются дискретные ортогональные последовательности в виде функций Уолша, Радемахера и др. широкие развитие методов разделения сигналов по форме привело к созданию систем связи с разделением «почти ортогональных» сигналов, представляющих собой псевдослучайные последовательности, корреляционной функции и энергетические спектры которых близки к аналогичным характеристикам «ограниченного» белого шума. Такие сигналы называют шумоподобными (ШПС). Основной характеристикой ШПС является база сигнала B, определяемая как произведение ширины его спектра F на его длительность T.

В зарубежных источниках для обозначения данного принципа применяется понятие кодового разделения каналов – Code Division Multiply Access (CDMA).