División tiempo-frecuencia de canales. Método de división de frecuencia

División temporal de canales.

El principio de división de canales en el tiempo (TDC) es que se proporciona una ruta de grupo uno por uno para transmitir señales desde cada canal de un sistema multicanal (Figura 6.5). En fuentes extranjeras, el término se utiliza para denotar el principio de división temporal de los canales. Acceso multiplicado por división de tiempo (TDMA).

Figura 6.5 – Principio de división temporal de canales

La transmisión utiliza muestreo de tiempo (modulación de pulso). Primero se transmite el pulso del 1er canal, luego el siguiente canal, etc. hasta el último número de canal N, después de lo cual se transmite nuevamente el pulso del primer canal y el proceso se repite periódicamente. En la recepción se instala un interruptor similar, que conecta alternativamente la ruta del grupo con los receptores correspondientes. En un breve período de tiempo, sólo se conecta un par de receptor/transmisor a la línea de comunicación del grupo.

Esto significa que para el funcionamiento normal de un sistema multicanal con TRC, es necesario el funcionamiento sincrónico y en fase de los interruptores en los lados de recepción y transmisión. Para ello se ocupa uno de los canales para la transmisión de impulsos de sincronización especiales.

La Figura 6.6, a, b, c muestra gráficos de tres señales analógicas continuas. S 1 (t), S 2 (t) Y S 3 (t) y sus correspondientes señales AIM. Los pulsos de diferentes señales AIM se desplazan entre sí en el tiempo. Cuando se combinan canales individuales, se forma una señal de grupo. S GRAMO ( t) (Figura 6.6, d) con una frecuencia de repetición del pulso de norte veces la tasa de repetición de pulsos individuales. El intervalo de tiempo entre los pulsos más cercanos de la señal de grupo TK se llama franja horaria o franja horaria (Franja horaria). El intervalo de tiempo entre pulsos adyacentes de una señal individual se llama Ciclo de transmisión TC . El número de pulsos que se pueden colocar en un ciclo depende de la relación entre TC y TK, es decir número de canales de tiempo.

Figura 6.6 – Diagramas de tiempo de conversión de señal durante VRK

Con la división del tiempo, al igual que con el FDC, existe una interferencia mutua, principalmente por dos razones. La primera es que las distorsiones lineales, que surgen debido a la banda de frecuencia limitada y la imperfección de las características de amplitud-frecuencia y fase-frecuencia de cualquier sistema de comunicación físicamente viable, violan la naturaleza pulsada de las señales. Cuando las señales están separadas temporalmente, esto hará que los pulsos de un canal se superpongan con los pulsos de otros canales. En otras palabras, mutuo diafonía o interferencia entre símbolos . Además, pueden surgir interferencias mutuas debido a una sincronización imperfecta de los pulsos de reloj en el lado transmisor y receptor.

Por estas razones, la división temporal de canales basada en AIM no ha recibido aplicación práctica. La división del tiempo se utiliza ampliamente en sistemas de transmisión digital de jerarquías plesiócronas y síncronas.

En el caso general, para reducir el nivel de interferencia mutua, es necesario introducir intervalos de tiempo de "protección", lo que corresponde a cierta expansión del espectro de la señal. Así, en los sistemas de transmisión, la banda de frecuencias efectivamente transmitidas es F=3100Hz; De acuerdo con el teorema de Kotelnikov, el valor mínimo de la frecuencia de muestreo es F 0 =1/t D=2 F=6200 Hz. Sin embargo, en sistemas reales la frecuencia de muestreo se elige con cierta reserva: f 0 =8 kHz. Con la separación temporal de canales, la señal de cada canal ocupa la misma banda de frecuencia, determinada en condiciones ideales según el teorema de Kotelnikov a partir de la relación (sin tener en cuenta el canal de sincronización) Dt K =T 0 /N= 1/( 2NF)= 1/( 2F GEN), Dónde F TOTAL =FN, que coincide con la banda de frecuencia total del sistema con división de frecuencia.

Aunque teóricamente la división de tiempo y la división de frecuencia permiten obtener la misma eficiencia en el uso del espectro de frecuencia, los sistemas de división de tiempo son inferiores a los sistemas de división de frecuencia en este indicador. Al mismo tiempo, los sistemas de división de tiempo tienen una ventaja innegable debido al hecho de que, debido a los diferentes tiempos de transmisión de señales de diferentes canales, no hay interferencias transitorias de origen no lineal. Además, el equipo de división de tiempo es mucho más simple que la división de frecuencia, donde se requieren filtros de paso de banda apropiados para cada canal individual.

Para separar señales, no sólo se pueden utilizar características tan obvias como la frecuencia, el tiempo y la fase. Una característica común de las señales es su forma. Se pueden transmitir señales de diferentes formas simultáneamente y tener espectros de frecuencia superpuestos y, sin embargo, dichas señales pueden separarse si se cumple la condición de su ortogonalidad. En fuentes extranjeras, el concepto se utiliza para denotar este principio. división de código Acceso multiplicado por división de código(CDMA). En los últimos años, se han desarrollado con éxito métodos digitales para separar señales por su forma, en particular, se utilizan secuencias ortogonales discretas en forma de funciones de Walsh, Rademacher y otras como portadoras de varios canales. El desarrollo generalizado de métodos de separación de señales ha llevado a la creación de sistemas de comunicación con la separación de señales "casi ortogonales", que son secuencias pseudoaleatorias, cuyas funciones de correlación y espectros de energía se acercan a las características similares de las "limitadas". ruido blanco. Estas señales se llaman como ruido (SHPS).

División temporal de canales (multiplexación de líneas de comunicación temporales)

El método de multiplexación por división de tiempo se utiliza en líneas de comunicación por división de tiempo multicanal. Estas líneas de comunicación transportan señales pulsadas, mientras que las señales continuas son típicas de las líneas de comunicación por división de frecuencia. Con datos de telemetría que cambian lentamente, la señal será de banda estrecha (por ejemplo, los datos de temperatura se pueden transmitir a baja velocidad; digamos, una vez cada 10 s), y es extremadamente antieconómico ocupar toda la línea de comunicación por radio con dicha señal. Para aumentar la eficiencia de la transmisión, se puede utilizar la misma línea de comunicación para transmitir otras mediciones entre transmisiones de valores de temperatura. Está claro que se puede lograr un uso eficiente de la línea de comunicación dividiendo temporalmente el canal de comunicación entre varios parámetros medidos, cada uno de los cuales se transmite a una frecuencia correspondiente a su tasa de cambio. Con esta división del tiempo, a cada valor medido se le asigna su propio intervalo de tiempo repetitivo. En nuestro ejemplo, se debe transmitir una cierta cantidad de grupos de datos diferentes en 10 segundos. Valores de varias cantidades medidas. transmitidos uno tras otro a través de la misma línea de comunicación, cada valor en sus propios intervalos de tiempo. El dispositivo receptor debe poder dividir el flujo de valores en canales de modo que en cada uno de los canales se formen secuencias de valores correspondientes al valor medido primario. Para hacer esto, es necesario proporcionar sincronización horaria o marcar cada período de tiempo para que cada fuente de datos pueda ser reconocida en el extremo receptor. En la figura. La Figura 16 muestra la multiplexación por división de tiempo y el diagrama funcional de un sistema típico de telemetría por división de tiempo.

Un método común para identificar cada intervalo de tiempo es contar su posición en relación con los pulsos de sincronización que están presentes al comienzo del ciclo de valores de datos transmitidos, los "pulsos de reloj". En la figura. 17a muestra diagramas funcionales más detallados del interruptor y desconmutador.

Arroz. 16.

a-distribución de intervalos de tiempo (10 canales); b-Diagrama funcional simplificado del sistema.

El conmutador recopila muchos canales de entrada de fuentes de señal en una línea de transmisión. Un contador especifica cada período de tiempo y, por tanto, un lugar en el bucle para cada fuente de datos. Por ejemplo, el quinto canal de datos en el diagrama anterior está conectado al enlace de radio mientras el contador está en la posición 5, o cuando se cuenta 5. En la Fig. La Figura 17b muestra un diagrama simplificado de conmutación y desconmutación. Cuando el interruptor del conmutador está en la posición 1, el interruptor del conmutador también está en la misma posición, cuya función la desempeña el conmutador que opera en la dirección inversa. Por tanto, los datos del primer canal se transmiten y reciben. Ambos conmutadores funcionan de forma sincrónica.

Arroz. 17.

a - diagrama funcional; b - diagrama de interacción. La señal de reloj en el dispositivo receptor puede extraerse de los pulsos de reloj transmitidos a través de la línea de comunicación o generados por un generador local.

El pulso del reloj garantiza una sincronización precisa del inicio del ciclo, asegurando una conmutación consistente del conmutador y desconmutador. Tenga en cuenta que el interruptor y el desconmutador utilizan el mismo hardware; la diferencia está sólo en la dirección del movimiento de datos.

Dado que la conmutación y desconmutación se controlan mediante una sincronización de frecuencia fija, la frecuencia de conmutación también es estable y la duración de cada período de tiempo es la misma. Sin embargo, esto puede resultar desventajoso en los casos en que diferentes fuentes de datos requieran bandas de frecuencia significativamente diferentes. Para comprender la relación entre el ancho de banda y la frecuencia de conmutación, es necesario considerar el proceso de muestreo de datos.

Como se señaló anteriormente, una sinusoide se puede reconstruir a partir de una secuencia de muestras de sus valores instantáneos. Para reproducir una onda sinusoidal de 1 kHz con distorsión de alta fidelidad (menos del 1%), se requieren al menos 5 muestras de cada período de señal. Por lo tanto, una señal de 1 kHz debe muestrearse a una velocidad de 5000 valores por segundo, es decir, 5 muestras por período del valor medido. Si esperamos conmutar señales de 10 fuentes de datos (con anchos de banda de 1 kHz), cada una de las cuales requiere una velocidad de muestreo de 5000 muestras por segundo, entonces se requiere una velocidad de conmutación de 10 × 5000 muestras/s. = 50000 muestras/s. El conmutador debe conmutar de una fuente a otra a una frecuencia de 50 kHz (cada 20 ms), de modo que cada fuente de señal será sondeada una vez cada 10 conmutadores, es decir, una vez cada 20 ms, pero a una frecuencia de 5 kHz. La frecuencia del reloj, es decir, el número de ciclos por segundo, será igual a 5000 ciclos/s. La frecuencia de conmutación es igual a la frecuencia del reloj multiplicada por la cantidad de fuentes de datos en el sistema, o la frecuencia del reloj multiplicada por la cantidad de pulsos por reloj (5000x10=50000 pulsos/s). La línea de comunicación debe poder transmitir datos pulsados ​​a una frecuencia tan alta (50.000 pps) sin distorsiones perceptibles. Esto significa que se necesita un sistema de comunicación. con un ancho de banda muy superior a 50.000 Hz.

Muestras de datos de diversas fuentes en el sistema que se muestra en la Fig. 16b, modula directamente la portadora. Junto con esta modulación directa, suele darse el caso de que se utilicen muestras de datos para modular una subportadora, que a su vez modula la portadora, como se muestra en las líneas discontinuas de la Fig. 16, b. De este modo se transmiten muestras de datos de un grupo de fuentes sobre una de las subportadoras en un sistema múltiplex por división de frecuencia. Esto permite utilizar ambos métodos de multiplexación de canales en el mismo enlace de comunicación. Las muestras de datos en sí no son más que valores de señales pulsadas durante la modulación de amplitud de pulso (PAM), es decir, la información está modulada por pulsos de amplitud. Dado que tales señales PAM modulan una subportadora (por ejemplo, por FM), que luego modula la portadora (por ejemplo, también por FM), el resultado es un sistema PAM/FM/FM.

Consideremos ahora un ejemplo que demuestra el efecto del muestreo de señales en el ancho de banda de un sistema de comunicación.

Considere una portadora con una frecuencia de 100 MHz, que está modulada (FM) por una subportadora con una frecuencia central de 70 kHz. La información se transporta mediante modulación de frecuencia de una subportadora de 70 kHz. Así, disponemos de un canal de comunicación FM/FM. Para cumplir con los estándares, es necesario limitar la desviación de la frecuencia de la subportadora a ±15%. Esto significa que con un índice de modulación de 5, el ancho de banda de información está limitado a 2100 Hz, es decir, mucho más estrecho que el ancho de banda de 50.000 Hz requerido para el sistema multiplexado propuesto. Si el número de muestras por reloj se redujera a uno, lo que significa abandonar una de las fuentes de datos, entonces se requeriría una frecuencia de conmutación de 5 kHz, es decir, aún más amplia que el ancho de banda de 2100 Hz disponible en la subportadora de 70 kHz. Tenga en cuenta que en el caso de una única fuente de datos, no se requiere multiplexación de canales y, por lo tanto, es posible la transmisión continua directa (sin muestreo). En este caso, el ancho de banda de 2100 Hz es el doble del ancho de banda requerido para una señal de fuente única (1 kHz en el ejemplo anterior). Este deterioro en la eficiencia del uso de la banda de frecuencia (cuando el muestreo requiere un ancho de banda de 5 kHz, sin muestreo, solo 1 kHz) se debe a las propiedades del muestreo de la señal en sí. Al generar cinco muestras de valores de señal instantáneos para cada período de una señal continua, ampliamos el ancho de banda de la señal en más de cinco veces y, por lo tanto, el ancho de banda requerido del canal. Aunque el uso de una única subportadora para transmitir señales de una gran cantidad de fuentes utiliza la banda de frecuencia de manera ineficiente, también tiene sus ventajas, que se manifiestan en señales de banda estrecha de las fuentes. Por lo tanto, la división de tiempo, que requiere muestreo de señal, se utiliza principalmente en aplicaciones con requisitos de ancho de banda bajos. Sin embargo, las señales de banda ancha también se pueden transmitir utilizando muestras largas. La duración de cada muestra en este método es mucho mayor que el período de información y asciende a 5 o más períodos. Esto simplemente significa que la muestra no contiene un valor instantáneo, sino un segmento finito de valores de señal transmitidos en un intervalo de reloj determinado. Con este método, debe asegurarse de que no haya pérdida de datos durante la interrupción de la transmisión de información desde una fuente específica.

Anteriormente se supuso que el método de transmisión es FM/FM. Por lo tanto, en cada intervalo de tiempo individual, la frecuencia subportadora cambiante representa el valor del mensurando muestreado en ese momento. Durante este intervalo de tiempo, la desviación de frecuencia del centro de la subportadora corresponde a la tensión de muestreo, que modula la frecuencia de la subportadora. La amplitud de estos intervalos de tiempo es fija y el ciclo de su secuencia se establece mediante un pulso de reloj. El pulso de sincronización provoca una desviación de frecuencia máxima y tiene una duración igual al doble del intervalo de tiempo normal. La ampliación es necesaria para separar el pulso de sincronización de los pulsos de muestra de señal.

El establecimiento de normas y el control de las características de las líneas de transmisión lo llevan a cabo diversos organismos estatales o internacionales (dependiendo de la naturaleza de las líneas: telemetría satelital - por acuerdos internacionales, telemetría industrial - por organismos de control estatal, etc.). Por ejemplo, la frecuencia del reloj debe mantenerse constante con una precisión de ±5% (estabilidad a largo plazo); la duración del tick está limitada a no más de 128 intervalos de tiempo, etc. (IRIG, "Estándares de Telemetría"). Tenga en cuenta también que a altas frecuencias subportadoras el ancho de banda suele ser más amplio; Esto significa que la frecuencia de conmutación puede ser mayor.

Para mejorar la eficiencia, a veces resulta útil tener tasas de muestreo desiguales para diferentes fuentes.

Una fuente de banda ancha debe ser sondeada con más frecuencia que una fuente de banda estrecha. Esto se logra fácilmente mediante simples cambios en las conexiones internas del interruptor y desconmutador. Por ejemplo, si conectamos las posiciones 1 y 5 en un interruptor de diez puntos (compresor de canal), entonces la fuente de datos conectada a las posiciones 1 y 5 será sondeada dos veces en un ciclo de reloj, es decir, al doble de frecuencia. También es posible realizar subconmutaciones, es decir asignar uno o más intervalos de tiempo, cuya duración se divide en partes para la transmisión de datos desde un número adicional de fuentes. La duración del intervalo del reloj principal se convierte en un subciclo para el subconmutador.

Estos métodos permiten que el sistema se adapte fácilmente a una amplia gama de requisitos de ancho de banda.

Sistemas de transmisión por división de tiempo.

Construcción de sistemas de transmisión con división temporal de canales (TDK). La esencia de la división temporal de canales, diagrama de bloques de una empresa conjunta con TDS. El teorema de Kotelnikov. Tipos de modulación de pulsos. Análisis comparativo de tipos de modulación de pulsos y su alcance.

La idea de la división temporal de canales es que los elementos de la señal primaria que pertenecen al i-ésimo canal se transmiten en intervalos de tiempo que no se superponen, libres de señales de otros canales, a través de una línea común.

En su mayor parte, las señales primarias son analógicas (continuas) y la idea de una señal digital determina la necesidad de una operación de muestreo.

Esta operación se realiza de acuerdo con el teorema de Kotelnikov. Está formulado de la siguiente manera: cualquier señal continua en el tiempo con un espectro de frecuencia limitada se puede representar mediante una secuencia de sus muestras (valores instantáneos), tomadas durante un intervalo de tiempo:

t D = 1/F D , f D ≥ 2F B .

A cada señal se le asigna su propio intervalo de tiempo.

La operación de muestreo se realiza mediante llaves electrónicas de canal.

Arroz. 8.1. Diagrama de bloques de un sistema de transmisión por división de tiempo.

Intervalo de tiempo entre los pulsos de señal del grupo más cercano t k llamado intervalo de canal o intervalo de tiempo. Del principio de combinación temporal de señales se deduce que la transmisión en tales sistemas se realiza en ciclos, es decir, periódicamente en forma de grupos de norte gramo = norte + norte pulsos, donde norte– número de señales de información, norte– el número de señales de servicio (impulsos de sincronización - IC, comunicaciones de servicio, control y llamadas). Entonces el valor del intervalo del canal es:

Δt k =T D /NORTE gramo .

Fig.8.2. Explicar el método de división temporal de canales.

Con la división temporal de canales, son posibles los siguientes tipos de modulación:

1.PAM - modulación de amplitud de pulso;

2.PWM - modulación de ancho de pulso;

3.PPM – modulación de fase de pulso;

4.PFM – modulación de frecuencia de pulso.

Con AIM, la secuencia periódica de pulsos cambia de acuerdo con el cambio en la señal moduladora. Se hace una distinción entre (AIM -1) modulación de pulso de amplitud del primer tipo (con la que los picos de los pulsos cambian de acuerdo con la. señal moduladora) Con la modulación de amplitud (AIM -2) del segundo tipo, la parte superior de los pulsos es plana y es igual a la amplitud del pulso en el instante del muestreo. Cuando la relación de pulso es superior a diez, las diferencias entre AIM-1 y AIM-2 desaparecen. La modulación AIM es fácil de implementar, pero tiene baja inmunidad al ruido, ya que cualquier interferencia cambia la amplitud del pulso y distorsiona la forma de la señal reconstruida. AIM se usa generalmente como un tipo de modulación intermedia al convertir una señal analógica en digital. .

Con PWM, el espectro de la señal cambia dependiendo de la duración de la señal. El nivel mínimo de la señal corresponde a la duración mínima del pulso y, en consecuencia, al espectro máximo de la señal.

En este caso, la amplitud de los pulsos permanece sin cambios. Con PWM unidireccional (OSWM), el cambio de duración se produce sólo debido al movimiento

uno de los frentes delantero o trasero. Con PWM de doble cara, se producen cambios en la duración en relación con el punto del reloj. Un método de transmisión más resistente al ruido en comparación con AIM. Para eliminar las distorsiones de amplitud, se utiliza un limitador de amplitud. PWM se utiliza en las comunicaciones por radio pulsadas de las PYME, así como en algunos sistemas de radiotelemetría, telecontrol y telemecánica.

PPM es un tipo de modulación de pulso temporal.

Hay varios tipos de FIM

PIM de 1er tipo CON él, el desplazamiento temporal de los pulsos es proporcional al valor de la señal moduladora en el momento de la aparición del pulso. Modulación de pulso FIM-2 en la que el cambio de tiempo es proporcional al valor de la señal moduladora en los puntos del reloj. Normalmente, se utiliza FIM-2 para valores negativos de la señal moduladora, los pulsos se desplazan hacia la izquierda y para valores positivos, hacia la derecha.

En equipos con TRC y métodos de modulación analógica, FIM ha recibido el mayor uso, ya que al usarlo, es posible reducir el efecto de interferencia del ruido aditivo y la interferencia limitando bilateralmente la amplitud de los pulsos, así como igualando de manera óptima la duración constante. de los pulsos con el ancho de banda del canal. Es en los sistemas de transmisión con VRC donde se utiliza principalmente FIM.

Con PFM, la frecuencia de repetición del pulso cambia según la amplitud de la señal moduladora.

Preguntas para el autocontrol.

1. ¿Cómo suena el teorema de Kotelnikov?

2. ¿Por qué el teorema de Kotelnikov es aplicable sólo a señales continuas con un espectro limitado?

3.¿Qué son AIM-1 y AIM-2, cuál es su diferencia?

4. PWM: modulación, ¿formas de implementar ventajas y desventajas?

5. Modulación PFM, ¿formas de implementar ventajas y desventajas?

6. Finalidad de los filtros de paso bajo activados en la entrada de los moduladores de amplitud de pulso de canal.

7. Finalidad de los filtros de paso bajo activados en la salida de los selectores de canales.

8. La necesidad del funcionamiento sincrónico de los moduladores de impulsos de amplitud de canal y los selectores de canal.

La línea de comunicación es el elemento más caro del sistema de comunicación. Por tanto, es recomendable realizar una transmisión de información multicanal a través de él, ya que a medida que aumenta el número de canales N, aumenta su rendimiento S. Poichem. se debe cumplir la siguiente condición:

N K - productividad del k-ésimo canal.

El principal problema de la transmisión multicanal es la separación de las señales de los canales en el lado receptor. Formulemos las condiciones para esta separación.

Sea necesario organizar la transmisión simultánea de varios mensajes a través de un canal común (grupo), cada uno de los cuales se describe mediante la expresión

(7.1.1)

Teniendo en cuenta la fórmula (7.1.1.) obtenemos:

En otras palabras, el receptor tiene propiedades selectivas con respecto a la señal Sk(t).

Al considerar la cuestión de la separación de señales, se hace una distinción entre la separación de canales en frecuencia, fase y tiempo, así como la separación de señales por forma y otras características.

Segunda pregunta de estudio

División de frecuencia

El diagrama de bloques de un sistema de comunicación multicanal (MCS) con división de frecuencia de canales (FDC) se muestra en la Fig. 7.1.1, donde se indica: IS - fuente de señal, Mi - modulador, Fi - filtro del i-ésimo canal, Σ - sumador de señal, GN - generador de portadora, PRD - transmisor, LS - línea de comunicación, IP - fuente de interferencia, PRM - receptor, D - detector, PS - destinatario del mensaje.

Fig.7.1.1. Diagrama de bloques de un sistema de comunicación multicanal.

En FDM, las señales portadoras tienen diferentes frecuencias fi (subportadoras) y están espaciadas en un intervalo mayor o igual al ancho espectral de la señal del canal modulado. Por lo tanto, las señales de canal moduladas ocupan bandas de frecuencia que no se superponen y son ortogonales entre sí. Estos últimos se suman (comprimen la frecuencia) en el bloque Σ para formar una señal de grupo, que modula la oscilación de la frecuencia portadora principal fн en el bloque M.

Se pueden utilizar todos los métodos conocidos para modular los transportadores de canales. Pero la banda de frecuencia de la línea de comunicación se utiliza de forma más económica con la modulación de banda lateral única (SBP AM), ya que en este caso el ancho del espectro de la señal modulada es mínimo e igual al ancho del espectro del mensaje transmitido. En la segunda etapa de modulación (con una señal grupal), AM OBP también se usa con mayor frecuencia en canales de comunicación por cable.

Una señal de doble modulación de este tipo, después de la amplificación en el bloque PRD, se transmite a través de una línea de comunicación al receptor PRM, donde se somete al proceso de conversión inversa, es decir, demodulación de la señal a lo largo de la portadora en el bloque D para obtener una señal de grupo, separando las señales del canal de la misma mediante filtros de paso de banda Fi y demodulación de este último en bloques Di. Las frecuencias centrales de los filtros de paso de banda Фi son iguales a las frecuencias de las portadoras del canal y sus bandas de transparencia son iguales al ancho del espectro de las señales moduladas. La desviación de las características reales de los filtros de paso de banda de las ideales no debería afectar la calidad de la separación de la señal, por lo que se utilizan intervalos de frecuencia de protección entre canales; Cada uno de los filtros de recepción debe dejar pasar sin atenuación únicamente aquellas frecuencias que pertenecen a la señal de un determinado canal. El filtro debe suprimir las frecuencias de señal de todos los demás canales.

La separación de frecuencias de señales mediante filtros de paso de banda ideales se puede representar matemáticamente de la siguiente manera:

donde g k es la respuesta al impulso de un filtro de paso de banda ideal que pasa la banda de frecuencia del k-ésimo canal sin distorsión.

Principales ventajas del CRC: simplicidad de implementación técnica, alta inmunidad al ruido, capacidad de organizar cualquier número de canales. Defectos: expansión inevitable de la banda de frecuencia utilizada con un aumento en el número de canales, eficiencia relativamente baja en el uso de la banda de frecuencia de la línea de comunicación debido a pérdidas de filtrado; volumen y alto costo de los equipos, debido principalmente a la gran cantidad de filtros (el costo de los filtros alcanza el 40% del costo de un sistema con FDM). En el transporte ferroviario se ha desarrollado un MKS con un PRK tipo K-24T, que utiliza filtros electromecánicos de pequeño tamaño.

Tercera pregunta de estudio

Con la división de canales en el tiempo (TDDC), se muestrean las señales de cada canal y sus valores instantáneos se transmiten secuencialmente en el tiempo. Así, cada mensaje se transmite en impulsos cortos, discretos. A través de una línea de comunicación, en un cierto período de tiempo, el período de repetición, que está asignado para la transmisión, se puede transmitir el número correspondiente de dichos mensajes.

Diagrama de bloques del sistema de transmisión de información desde el sistema de radiocontrol. En la figura. La Figura 4.3 muestra un diagrama de bloques simplificado de un sistema con una válvula de control rotativa. El mensaje, por ejemplo, durante una comunicación telefónica en forma de señales sonoras llega a la entrada P, donde las vibraciones sonoras se convierten en eléctricas. Los distribuidores de los lados transmisor P1 y receptor P2 deben funcionar sincrónicamente y en fase. La conmutación de distribuidores se realiza a partir de impulsos procedentes del GTI. Al final de cada ciclo, se envía un pulso de fase a la línea de comunicación para garantizar que ambos distribuidores funcionen en fase. La sincronización de su funcionamiento está garantizada por la estabilidad de la frecuencia GTI de los lados transmisor y receptor.

El distribuidor conecta circuitos en serie para transmitir mensajes a través del canal apropiado. Dado que se asigna poco tiempo para la transmisión de mensajes, a lo largo de la línea de comunicación seguirán pulsos cortos, cuya duración está determinada por el tiempo de conexión del distribuidor de este circuito. En el lado receptor, debido al funcionamiento sincrónico y en fase de los distribuidores, llegan impulsos cortos a PY x, donde las señales eléctricas se convierten nuevamente en señales sonoras.

Con TRC, entre las señales de cada canal transmitidas secuencialmente en el tiempo a lo largo de la línea de comunicación, se introduce un intervalo de tiempo de protección (Fig. 4.4), que es necesario para eliminar la influencia mutua (superposición) de los canales. Este último surge debido a la presencia de distorsiones de fase-frecuencia en la línea de comunicación, lo que provoca desniveles en el tiempo de propagación de señales de diferentes frecuencias.

El número de canales durante VRK depende de la duración de los pulsos del canal. y la frecuencia de su repetición, que, cuando se transmiten mensajes continuos, está determinada por el teorema de Kotelnikov sobre la conversión de señales continuas en discretas.

Por tanto, el número total de canales con VRK

(4.1)

donde T p es el período de repetición;
- duración del impulso de sincronización; - duración del intervalo de protección; - duración del pulso del canal.

Banda de frecuencia requerida para la organización. norte canales durante VRK, está determinado por la duración mínima del pulso del canal
, que depende del número de canales de comunicación organizados y de la naturaleza del mensaje, se determina a partir de la expresión

(4.2)

donde K p es un coeficiente que depende de la forma del pulso (para un pulso rectangular K p ~0,7).

Determinemos la banda de frecuencia necesaria, por ejemplo, para organizar 12 canales telefónicos con un sistema de control remoto. La duración del pulso al organizar 12 canales telefónicos a través de una línea de comunicación se determinará a partir de las siguientes consideraciones. Periodo de repetición T p =1/f p, donde f p es la frecuencia de repetición, la cual está determinada por la expresión f p = 2f max = 2 3400 = 6800 Hz. Aquí f max = 3400 Hz es la frecuencia máxima al transmitir mensajes telefónicos. Para la transmisión, tome f p = 8000 Hz. Entonces fp =1/8000=125 μs.

De la expresión (4.1)

Sustituyendo los valores T p = 125 μs y n = 12 en la última expresión, obtenemos
1 µs. Conocer la duración del pulso del canal.
y tomando K p = 0,7 de la expresión (4.2), encontramos

Así, la banda de frecuencia para organizar 12 canales telefónicos con VRK excede significativamente la banda de frecuencia requerida para organizar el mismo número de canales con PRK, que es igual a 48 kHz (12(3400 + 600) = 48000 Hz, donde 600 Hz es el banda de frecuencia asignada para filtrar canales adyacentes).

En consecuencia, el uso de un sistema de transmisión de radio digital para la transmisión de mensajes analógicos (por ejemplo, teléfono, fax, televisión) tiene una serie de limitaciones. Al mismo tiempo, la transmisión de mensajes discretos (telégrafo, telemecánica, transmisión de datos) con control remoto ofrece importantes ventajas. Esto se explica por el hecho de que las señales discretas para este tipo de mensajes tienen una duración significativa y el espectro de frecuencia de dichas señales se encuentra en la parte inferior del rango de frecuencia, por lo que la duración y el período de repetición de los pulsos del canal pueden ser relativamente grande, lo que reduce significativamente la banda de frecuencia requerida.

Con TRC, se pueden utilizar varios tipos de modulación de canal para coordinar un mensaje con un canal de comunicación.

Las desventajas del sistema de control por radiofrecuencia incluyen la banda de frecuencia relativamente amplia requerida para la transmisión de mensajes; la complejidad de los equipos de conmutación (distribuidores) al organizar un número significativo de canales de comunicación y la necesidad de corregir las características de frecuencia de fase de la línea de comunicación para eliminar la influencia mutua de los canales de comunicación.