Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Телекоммуникационные системы - файл Лек_6_Многокан _ПРД.doc


Загрузка...
Лекции - Телекоммуникационные системы
скачать (1229.5 kb.)

Доступные файлы (15):

5_1_1Синхронизация процесса передачи.doc268kb.17.09.2008 01:48скачать
Введение_00.doc34kb.30.08.2008 01:04скачать
Вопросы по курсу лекций.doc47kb.25.11.2008 08:09скачать
ИКМ_30_РИС.doc48kb.25.11.2008 07:25скачать
Лек_3_Тлк_Деят.doc41kb.29.08.2008 01:33скачать
Лек_4_1_Кмм_Эл_Цеп.doc393kb.29.08.2008 01:17скачать
Лек_4_3_Сеть абонентского доступа.doc94kb.10.09.2008 19:02скачать
Лек_4_Сист_Комм.doc87kb.04.09.2008 02:20скачать
Лек_5_Посл_Ас_Ад.doc759kb.31.07.2008 01:18скачать
Лек_5_Сист_Прд.doc407kb.17.09.2008 01:51скачать
Лек_6_Многокан _ПРД.doc723kb.05.10.2008 19:18скачать
Лкц_1_Стандарты.doc41kb.28.08.2008 23:11скачать
Лкц_2_Взаим_Откр_Сст.doc156kb.28.08.2008 23:19скачать
Лкц_5_3_Синхр_Манч.doc336kb.23.10.2008 02:19скачать
Рек_Литер.doc27kb.29.08.2008 01:31скачать

Лек_6_Многокан _ПРД.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...





6 МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

6.1 Способы уплотнения каналов передачи

Раннее мы определили систему электросвязи как «Совокупность технических средств и среды передачи, которые обеспечивают передачу информации (сообщений).» (См Рис. 1 темы 5) В среде передачи для переноса сигнала несущего информацию используют каналы связи. Среда передачи, которая включает в себя каналы связи, может быть

  • Искуственно создана для направленной передачи сигналов – проводные каналы или

  • Используется естественная среда передачи (окружающее пространство) - беспроводные каналы

По экономическим и техническим соображениям целесообразно использовать многоканальные системы передачи. ^ Систему передачи будем называть многоканальной, если в ее среде передачи используется несколько каналов. Системы передачи, использующие беспроводные каналы, всегда являются многоканальными. Обобщенная схема многоканальной системы передачи изображена на рисунке 1.





На этом рисунке несколько источников информационных сигналов ИС1, ИС2,…,ИСn, формирующих информационные сигналы а1, а2,…,аn, и несколько приемников информационных сигналов ПС1, ПС2,…,ПСn используют для переноса канальных информационных сигналов s1,s2,…,sn общую среду передачи – одну проводную линию или беспроводную среду. Устройства М1, М2,…, Мn, преобразующие информационные сигналы a1, a2, …, an в канальные информационные сигналы принято называть модуляторами. А устройства Д1, Д2,…, Дn, выполняющие обратное преобразование – демодуляторами. Устройства МХ, обеспечивающие перенос в среде передачи нескольких канальных сигналов, называют мултиплексорами. А устройства DMX, выделяющие из среды передачи отдельные канальные информационные сигналы, называют демультиплексорами. Схемная реализация, перечисленных выше устройств зависит от способа многоканальной передачи и используемой среды передачи (физические линии, коаксиальные кабели, волоконно оптические кабели или радиолинии).

Различают три основных способа реализации многоканальной передачи, которые иногда называют способами разделения или уплотнения канала:

  • Временное разделение (уплотнение) канала,

  • Частотное разделение (уплотнение) канала.

  • Кодовое разделение канала

При использовании временного разделения канала мультиплексор в каждый момент времени передает в среду (канал) только один канальный информационный сигнал – выделяет для канальных информационных сигналов разных источников информации разные временные интервалы. Если источники информационных сигналов сосредоточены в некотором локальном пространстве – приборе, шкафу или помещении, то такое разделение канала реализуется специальными схемами, работа которых синхронизируется стабильными генераторами импульсных сигналов (кварцевыми генераторами отклонение частоты у которых не превышает 10-6 Гц/сек). Кроме этого, требуется синхронизировать работу мультиплексора с работой демультиплексора, который может находиться на значительном удалении от мультиплексора. Если источники информации рассредоточены в пространстве то роль мультиплексора выполняют специальные процессы, которые распределяют канал между источниками информации по специальному протоколу доступа. Например, такие как синхронная ALOHA, асинхронная ALOHA, Ethernet.

При использовании частотного разделения канала мультиплексор передает в среду одновременно все канальные информационные сигналы, которые размещены в разных частотных диапазонах. Примерами частотного разделения каналов является радиосвязь. Абоненты радиосвязи, используя нормативные документы (Регламент радиосвязи, лицензии федеральных и региональных комиссий по радиочастотам), разделяют между собой радиочастоты для организации радиосвязи, радио и телевещания.

При использовании радиосвязи (естественной многоканальной среды) часто вместе с частотным разделением каналов применяется и временное разделение. Характерным примером являются пакетные радиосети. Выделенный для радиосети частотный канал используется совместно несколькими абонентами в режиме временного разделения этого канала.

При использовании кодового разделения канала, канальные информационные символы разных источников информации кодируются кодами специального вида («окрашиваются» этими кодами) и одновременно передаются в канал. Приемник, «зная окрашивающий код» может выделить из смеси различных информационных сигналов нужный сигнал. Кодовое разделение каналов эффективно используется в системах космической связи, системах специальной связи и системах мобильной связи.
Вопросы для самопроверки к разделу 6.1

  1. Дайте определение многоканальной системы передачи.

  2. Опишите обобщенную схему многоканальной системы передачи (Рис.1).

  3. Опишите принцип временного разделения каналов.

  4. Опишите принцип частотного разделения каналов.

  5. Опишите принцип кодового разделения каналов.

^ 6.2 Синхронные системы временного уплотнения канала

Процесс развития и совершенствования систем передачи был связан с совершенствованием систем передачи по каналами тональной частоты (ТЧ), которые обеспечивают передачу информации в полосе частот, соответствующей спектру телефонного (ауди) сигнала 300-3400Гц. Проводные каналы передачи (физические линии, коаксиальные и оптоволоконные кабели) имеют частотную полосу значительно большую чем требуется для передачи речевого сигнала. Поэтому для эффективного использования проводной среды передачи в ней передают поочередно информацию от нескольких источников.

Использование такого метода уплотнения канала основывается на теореме Котельникова об отсчетах. В соответствии с этой теоремой для представления ограниченного по полосе тонального сигнала достаточно передавать сигнал не непрерывно, а только его значения (отсчеты), выполненные с частотой не меньшей чем удвоенное значение максимальной частоты полосы тонального сигнала. Для тонального сигнала в полосе 300-3400 Гц достаточно передавать отсчеты с частотой 3400*2=6800 Гц, т.е. 6400 раз в секунду. В промежутках между отсчетами одного источника информации можно передавать отсчеты от других источников. Принцип действия такого устройства для уплотнения канала изображен на рисунке 2.

На этом рисунке 4 источника информации подключены к коммутатору, который поочередно подключает входы 1,2,3 и 4 к выходам a,b,c и d.

На рисунке 2а) изображена механическая схема устройства временного уплотнения 4-х тональных сигналов. Двигатель передатчика вращает ползунок выходного контакта, который поочередно подключает источники информации 1,2,3 и 4 к среде передачи Y (например физической линии). Двигатель приемника, вращающийся с той же скоростью и в той же фазе (синхронно) с двигателем передатчика поочередно подключает среду передачи к выходным каналам a,b,c или d. Если синхронизация нарушается, например двигатель приемника вращается с меньшей скоростью, то на входные каналы приемника будет попадать сначала часть сигнала с соседнего канала, а через некоторое время и все значение следующего соседнего канала. Такое явление, вызванное нарушением синхронизации, называют проскальзыванием.

На рисунке 2б) изображена электромеханическая схема устройства временного уплотнения 4-х тональных сигналов, использующая коммутатор на переключательных контактах реле. Обмотки реле A и B передатчика управляются одноименными сигналами, все возможные значения которых приведены в таблице, изображенной ниже коммутатора. Если обе обмотки обесточены A=0 и B=0, то вход тонального сигнала a подключается к выходуY. Обмотки реле  и  приемника управляются одноименными сигналами. При значении =0 и =0 линия Y подключается к выходу а. Это отмечено на рисунке жирным шрифтом. В процессе самостоятельной работы необходимо изобразить положение контактов реле коммутатора для всех 4-х состояний обмоток реле.

На рисунке 2в) изображена электронная схема устройства временного уплотнения 4-х логических сигналов 1,2,3 и 4. В зависимости от значения двухразрядного двоичного кода, который подается на адресные входы A0 и A1 к выходу Y подключается один из входных сигналов Х0,Х1,Х2 или Х3. В таблице







В таблице 1 и 2 описан принцип действия логического мультиплексора и демультиплексора. Звездочками в таблице 2 отмечены неопределенные значения не подключенных выходов демультиплексора. Иногда неподключенные выходы демультиплексора имеют значение логической константы 0 или 1.

Таблица 1

A1

A0

Y

0

0

X0

0

1

X1

1

0

X2

1

1

X3

Таблица 2

A1

A0

X0

X1

X2

X3

0

0

Y

*

*

*

0

1

*

Y

*

*

1

0

*

*

Y

*

1

1

*

*

*

Y

На рисунке 3 изображены диаграммы работы мультиплексора тонального сигнала (Рис. 2 а),б) и в)). На этом рисунке изображены три тональных сигнала U1,U2 иU3, которые подключены к мультиплексору. С частотой дискретизации ТД (частотой опроса) измеряются значения амплитуд входного сигнала U1,U2 илиU3 и подключаются к выходному каналу Uk. Выходной сигнал Uk называют групповым сигналом. Групповой сигнал состоит из периодически чередующихся импульсов индивидуальных сигналов, представляющих значения входных тональных сигналов U1,U2 иU3. Интервал времени между началами соседних индивидуальных сигналов называют канальным интервалом, в котором размещается передаваемый импульс индивидуального сигнала. Очевидно, что ширина передаваемого импульса ТИ не может быть больше канального интервала. Ширина передаваемого импульса ограничена параметрами используемых радиотехнических элементов и полосой частот используемого канала. От соотношения значений частоты дискретизации ТД и величины канального интервала зависит число индивидуальных сигналов (число временных каналов), которые можно разместить в цикле опроса.

Системы передачи, в которых для временного уплотнения канала передаются измеренные амплитуды тонального сигнала, называют каналами с амплитудно импульсной модуляцией (АИМ). Каналы с АИМ не нашли широкого применения по следующим причинам:

  • Трудно обеспечить синхронизацию работы передатчика и приемника. Даже при очень высоком качестве задающих генераторов, через некоторое время наблюдается эффект скольжения.

  • Ширину импульсов нельзя делать слишком маленькой, так как узкий импульс имеет широкий частотный спектр и информация попадает в соседние каналы – межсимвольная интерференция.

  • Слишком большой динамический диапазон изменения входного сигнала, что обуславливает трудности в создании передатчиков и приемников (усилители) информации.

Поэтому перед передачей измеренное значение амплитуды тонального сигнала преобразуют в цифровой код и в течении канального интервала Тк этот код передается в канал. Системы передачи в которых для временного уплотнения канала измеренное значение амплитуды преобразуется в двоичный код и передается в виде последовательности двоичных сигналов называют каналами с импульсно кодовой модуляцией (ИКМ).



На рисунке 4а) изображена обобщенная схема системы передачи, которая использует канал с ИКМ. Для этого информационные тональные сигналы a1,a2,..,an поступают на вход аналогоцифрового преобразователя А/Ц через фильтры низких частот, где они преобразуются в канальные цифровые сигналы s1,s2,..,sn, котрые мультиплексором МХ размещаются в канале в нужных временных интервалах. Демультиплексор выделяет из потока двоичных сигналов временные интервалы, в которых передаются коды значений амплитуды каждого канала. И подключает их к цифроаналоговым преобразователям Ц/А соответствующего канала, с выхода которых отфильтрованные значения передаются потребителю сигнала.

Устройство управления и синхронизации (УС) на передающей стороне вырабатывает адресные сигналы A0,A1,..,Ak, указывающие МХ номер выбранного цифрового сигнала для размещения в нужном временном интервале и вырабатывает сигналы управления процессом преобразования. На стороне приема УС формирует, синхронно с устройством УС передающей стороны, адресные сигналы A0,A1,..,Ak, которые подключают входной цифровой поток к нужному ЦАП и управляют процессом преобразования цифрового сигнала в аналоговый. После фильтра нижних частот аналоговый сигнал станоситься тональным.

На рисунке 4б) изображена диаграмма цикла передачи кодов значений амплитуды 8-ми тональных сигналов. Время передачи кода значения амплитуды тонального сигнала называют канальным интервалом. Код значения амплитуды первого тонального сигнала s1 передается в первом канальном интервале, код значения амплитуды второго тонального сигнала s2 передается во втором канальном интервале и т. д.. Распределение кодов значения амплитуды по канальным интервалам определяется кодами адреса интервала A2,A1,A0, значения которого указаны под каждым из интервалов. Если последовательность адресов на приемном конце системы передачи совпадает с последовательностью адресов интервалов на передающем конце, то после демультиплексирования и преобразования кодов значения амплитуд получат одноименные потребители сигнала (ИСi->ПСi).

Вопросы для самостоятельной работы по разделу 6.2.

  1. По какой причине и на основании чего возможно временное уплотнение каналов.

  2. Опишите, используя рисунок 2, принцип временного управления при использовании механической, электромеханической и электронной схемы.

  3. Опишите, используя рисунок 3, процесс формирования группового сигнала и его основные параметры.

  4. Дайте определение и сравните эффективность каналов с амплитудно импульсной модуляцией (АИМ ) и импульсно кодовой модуляцией (ИКМ).

  5. Объясните принцип действия канала ИКМ, используя рисунок 4.

  6. В процессе выполнения самостоятельной работы показать положение контактов реле (рис.2б) для всех комбинаций состояний обмоток реле.

^ 6.3 Коммутация цифровых сигналов

Рассмотрим работу системы передачи ИКМ в том случае, когда значения адресов канальных интервалов, которые подаются на мультиплексор и демультиплексор не совпадают. Если последовательность адресов на приемном конце системы передачи не совпадает с последовательностью адресов интервалов на передающем конце, то после демультиплексирования и преобразования кодов значения амплитуд получат не одноименные потребители сигнала (ИСi->ПСj). Действительно, в соответствии с таблицей 2, к Xi выходу демультиплексора подключается входной канал Y, если двоичное представление адреса b(A1,A0)=i. Поэтому, если последовательность значений адресов (A1,A0), подаваемая на вход мультиплексора будет не совпадать с последовательностью адресов (1,0), подаваемых на вход демультиплексора, то система временного уплотнения канала реализует функцию коммутации.

Функциональная схема пространственной коммутации, реализуемый каналом с временным уплотнением изображена на рисунке 5. На этом рисунке показана только та часть системы передачи с ИКМ, которая реализует функцию коммутации цифровых сигналов. Эта часть системы передачи состоит из

  • Мультиплексора MX, который подключает к линии передачи (каналу) Y один из входных сигналов Х012 или Х3 в зависимости от значения сигналов адреса А1,А0 в соответствии с таблицей 1.

  • Демультиплексора DMX, который подключает входную линию (канал) Y к одному из выходов Х012 или Х3 в зависимости от значения сигналов адреса А1,А0 в соответствии с таблицей 2.

  • Счетчика временных интервалов Cnt, который формирует коды временных интервалов А1,А0.

  • Задающего генератора ЗГ, который формирует сигналы управления счетчиком временных интервалов «+».

  • Схемы преобразования кодов временных интервалов Рi, которая преобразует коды А1,А0 временных интервалов полученные со счетчика временных интервалов Cnt в коды 1,0 управления демультиплексором для реализации заданной функции коммутации Pi.

Рассмотрим действие схемы, изображенной на рисунке 5, если Pi реализует преобразование (А10)->(1,0), указанное в таблице 3

Таблица 3

A1A0

Y

10

Рез

0 0

X0

1 0

X2

0 1

X1

0 0

X0

1 0

X2

1 1

X3

1 1

X3

0 1

X1

Таким образом будет реализована функция коммутации, представленная соответствием, которое описано в таблице 4 . В этой таблице сигналу на входе Х0 соответствует выходной сигнал Х2; сигналу на входе Х1 соответствует сигнал на выходе Х0; сигналу на входе Х2 соответствует сигнал на выходе Х3, а сигналу на входе Х3 соответствует сигнал на выходе Х1.
Таблица 4




X0

X1

X2

X3

X0







1




X1

1










X2










1

X3




1







Таблица 5 описывает все возможные функции коммутации 4-х сигналов.

Таблица 5

N

0123

00

3012

01

3102

02

3201

03

3210

04

3021

05

3120

06

2310

07

2301

08

1302

09

0312

10

1320

11

0321

12

2031

13

2130

14

1230

15

0231

16

1032

17

0132

18

2013

19

2103

20

1203

21

0213

22

1023

23

0123

Т
аким образом система передачи, использующая ИКМ позволяет не только передавать информацию в режиме уплотнения, но и одновременно выполнять функцию коммутации каналов.

^ Вопросы к разделу 6.3

1 При каких условиях система передачи использующая ИКМ выполняет функцию коммутации.

2. Объясните, используя рисунок 5 процесс коммутации каналов при использовании системы передачи с ИКМ.

    1. ^ Европейская плезиосинхронная иерархия цифровых систем передачи.

Разработанные и внедреные в средине прошлого века цифровых систем передачи (ИКМ) выгодно отличаются от аналоговых ситем передачи (АИМ) по следующим основным параметрам:

  • Более высокая помехоустойчивость за счет возможности восстановления амплитуды и формы сигнала в процессе передачи;

  • Меньшая зависимость качества передачи от длины линии связи;

  • Более высокая стабильность параметров цифровых электронных элементов чем у радиотехнических для АИМ;

  • Более высокие технико-экономические показатели цифровой системы передачи по сравнению с аналоговыми системами, так как через один провод передается в два раза больше информации и устройства унифицированы.

Требования к цифровым системам передачи определены стандартами МСЭ серии G. Существуют две основные разновидности цифровых систем передачи: Европейская, имеющая в своем обозначении букву Е, и Североамериканская (Японская), имеющая в своем обозначении букву Т. В соответствии с этими стандартами цифровые системы передачи строятся по иерархическому принципу. В соответствии с этим принципом число каналов в системе данного уровня иерархии всегда больше чем число каналов в системе предыдущего уровня. Плезиахронными (асинхронными) называют системы передачи, в которых синхронизация работы приемника и передатчика производиться путем передачи по каналу связи специальных сигналов синхронизации.

Система низшего уровня обозначается Е1 (ИКМ-30 в обозначениях бывшего СССР), система передачи следующего уровня Е2 (ИКМ-120) и т.д.. Систему Е1 принято называть первичной системой передачи. Первичная система передачи обеспечивает передачу 30 каналов тональной частоты со скоростью 2048Кбит/сек. В этой системе измерение значения амплитуды тонального сигнала производиться 8000раз/сек, что вполне достаточно для качественной передачи речи обеспечивает высокую скорость передачи данных. Формат цифрового потока в первичной системе передачи показан на рисунке 6. На этом рисунке показано, что

  • Цифровой поток в канале разбивается на сверхциклы, каждый из которых состоит из 16 циклов передачи. Длительность сверхцикла 2мс=16*125мкс определяется длительностью циклов передачи;

  • Цикл передачи длительностью 125мкс=1с/8000 состоит из 32 канальных интервалов;

  • 30 из которых (КИ1,КИ2,..КИ15 и КИ17,КИ18,..,КИ31) предназначены для передачи информации (Кода амплитуды тонального сигнала),

  • а нулевой канальный интервал (КИ0) и 16-й канальный интервал (КИ16 ) предназначены для передачи управляющей информации. Передачи сигналов синхронизации и управления системой – эту информацию называют сигнализацией.

  • Каждый канальный интервал состоит из 8-ми бит (32*8)*8000=2048Кбит/сек).






Иерархия цифровых систем передачи изображена на рисунке 7. Каждый следующий уровень образуется путем объединения четырех потоков предыдущего уровня. Например система Е2 емкостью 120 каналов образуется путем объединения 4-х первичных потоков Е1. А система передачи Е3 емкостью 480 каналов образуется путем объединения 4-х систем Е2. Для организации систем передачи высокого уровня используются скоростные каналы передачи. Например, если для системы Е1 могут использоваться физические линии (витые пары проводов допускают передачу со скоростью до 10Мбит/сек), то для системы Е2 требуется использовать каналы с более широкой полосой – коаксиальные кабели. В настоящее время наибольшую полосу передачи имеют волоконно- оптические кабели.
Вопросы к разделу 6.4

1 Опишите структуру и поясните временные характеристики первичного потока, используя рисунок 6.

2. Опишите принцип организации (иерархию) европейских систем цифровой передачи.


    1. Частотное разделение канала

Среда передачи, в которой организуются проводные и беспроводные каналы, обладает двумя основными ресурсами, позволяющими создавать многоканальные системы передачи:

  • ^ Временной ресурс, который является основой систем передачи с временным разделением канала и

  • Частотный ресурс, который является основой систем передачи с частотным разделением канала.

На рисунке 8а в виде системы координат изображены основные ресурсы каналов передачи.

Используя некоторую полосу частот из частотного ресурса можно в канале, образованном этой частотой, организовать несколько временных каналов, так как это изображено в средней части рисунка 8б. Раннее было показано как, в канале, использующем витую пару, можно организовать до 32 каналов асинхронной (плезиосинхронной) системы передачи типа Е1. Система управления движением морских судов использует один частотный радиоканал для организации до 1000 информационных каналов в временным разделением, которые обеспечивают связь с судами в акватории крупных портов и проливов.

Р
адиоканалы, в соответствии с Регламентом радиосвязи, разделяются на полосы частот, которые уполномоченными международными, государственными и региональными органами (комиссиями по радиочастотам) распределяются между операторами связи. Пример такого разделения показан на верхней и нижней части рисунка 8б.

Если вновь рассмотреть обобщенную схему многоканальной системы передачи, то при использовании частотного метода разделения канала модуляторы Mi, i=1,2,..,n преобразуют информационные сигналы аi в канальные сигналы si, так что каждый



из них представляется (модулируется) параметрами сигнала несущей частоты, лежащей внутри заданной полосы частот. Между полосами частот имеются защитные интервалы, которые предназначены для уменьшения взаимного влияния соседних частотных каналов. Например, в КВ диапазоне полосы частот вместе с защитным интервалом имеют ширину 12,5Кгц, а в УКВ диапазоне порядка 25Кгц. На более высоких частотах используются более широкие полосы частот. Поэтому скорости передачи данных в КВ диапазоне не превышают 300-600 бит/сек, в УКВ достигают 16Кбит/сек, а на более высоких частотах достигают десятков и сотен Мбит/сек. В современных мобильных средствах связи (несущие частоты порядка 900-1000МГц) речь передается в цифровой форме и каждая базовая станция за счет частотного и временного уплотнения может использовать до 1000 каналов.

^ 6.6 Временное и частотное разделение каналов

(Программная перестройка частоты)

На рисунке 8в изображено совместное использование 8-ми частотных каналов и временное их разделение способом программной перестройки частоты.



Множество из восьми несущих (канальных) частот F={fo,f1,…,f7}можно поставить в соответствие восьми каналам К={к01,..,к7} 8! способами (перестановками). Например, в начале работы системы передачи, можно использовать тождественную подстановку

Р40319=

Учитывая, что индексы у элементов множества канальных частот F и у множества каналов К принадлежат одному множеству N8 первых восьми натуральных чисел N8=(0,1,..,7), то все 8! подстановок, определяющих взаимно однозначное соответствия между этими множествами можно рассматривать как подстановки множества первых восьми натуральных чисел N8 – индексов частот и каналов.

Если на каждом j, j=0,1,2,… интервале времени (канальном интервале), который отведен для работы каждого кi, i=0,1,..,7, канала определять новую перестановку, и перестраивать на следующем j+1 интервале передатчики и приемники систем передачи на новые частоты, в соответствии с новой подстановкой, то восемь каналов будут не мешая друг другу работать, «перескакивая» с одной частоты на другую. Причем, если каждая новая подстановка будет беспорядком на множестве N8, то для каждого канала каждое новое значение частоты будет отличаться от предыдущего. Для множества N8 существует 7!=5040 различных беспорядков. На рисунке 9 показана одна из возможных последовательностей таких беспорядков.

Системы передачи с программной перестройкой частоты позволяют создавать системы защиты информации от несанкционированного доступа к каналу.

Действительно. Пусть для режима ППРЧ используется n канальных частот (n несущих частот), образующих множество F={f0,f1,…,fn}. Это множество несущих частот образует n систем передачи, каждая из которых позволяет создать n соединений для обмена информацией (в соединении участвует не менее двух абонентов – приемопередатчиков). Пусть каждый из приемопередатчиков в этих n соединениях будет иметь возможность синхронно и оперативно перестраиваться с одной частоты на другую из множества F на каждом новом интервале передачи . Причем правило перестройки для каждого соединения определяется перестановкой множества первых Nn натуральных чисел, соответствующих n несущим частотам и n соединениям. Существует (n-1)! беспорядков, описывающих такие перестройки с одной частоты на другую, что на каждом следующем интервале передачи будет использоваться новая несущая частота. Если противнику не известен порядок выбора этих перестановок, то он не сможет правильно собрать воедино фрагменты сообщения, которые передаются в последовательных интервалах передачи.

Организация таких частотных скачков предполагает использование в каждом приемопередатчике сигналов точного времени для синхронизации процессов перестройки с одной частоты на другую и реализации псевдослучайной последовательности натуральных чисел из диапазона [0,1,…,(n-1)!-1], которые определяют последовательность беспорядков для перестройки частоты каждого соединения. Функциональная схема организации программной перестройки частоты изображена на следующем рисунке. Эта схема включает в себя: таймер, определяющий моменты ti начала интервалов передачи, генератор псевдослучайных чисел для получения номеров беспорядков для каждого интервала и блок формирования перестановки (беспорядка) с заданным номером, из которой приемопередатчик выбирает несущую частоту, в соответствии с соединением, в котором он находиться.

П
одобная организация ППРЧ определяется рнкомендациями IEEE 802.14.g. для локальных беспроводных сетей (Радио Еthernet)/`

^ 6.7 Множественный доступ с кодовым разделением каналов

В английской транскрипции этот способ разделения каналов сокращенно обозначают CDMA (Code Division Multiple Access). Этот способ разделения каналов широко используется в системах подвижной связи и основан на расширении частотного спектра передаваемого сигнала путем его преобразования специальной последовательностью периодических сигналов с более широким спектром. Принцип преобразования показан на следующем рисунке.

Передаваемый логический сигнал y с периодом следования бит Т преобразуется периодической последовательностью из N бит y так, что результат преобразования z=xy + ~x~y равен отрицанию поразрядной суммы по модулю 2 х и у. Если передаваемый сигнал х умещается в полосу 1/Т, то преобразованный сигнал имеет полосу в N раз большую, если последовательность в периоде Т содержит N бит. Можно сказать, что один бит сигнала передается последовательностью из N бит. Для удобства обратного преобразования в приемнике число бит в преобразующей (кодирующей) последовательности должно быть нечетным. В этом случае для определения принятого бита может быть использован метод голосования.

Реальные длины последовательностей достигают нескольких тысяч бит. В этом случае пропорционально спектр расширяется спектр преобразованного сигнала. Это позволяет передавать сигнал меньшей мощности. Мощность передаваемого сигнала может быть уменьшена на столько, что узкополосный приемник будет принимать его за шум. Поэтому такие сигналы называют шумоподобными.

Синхронизация и декодирование принимаемого сигнала реализуется эффективно, если кодирующая последовательность имеет автокорреляционную функцию, которая содержит только один пик.

Литература:

1 Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. – М.: Радио и Связь. 1985г

2 pbxlib.com.ua – сервер систем связи: телефонные сети, мобильная связь, ЛС…


Скачать файл (1229.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru