Проектирование и разработка цифровой системы передачи с временным разделением каналов

Выбор частоты дискретизации первичного сигнала и типа линейного кода сигнала ЦСП. Расчет количества разрядов в кодовом слове. Расчет защищенности от шумов квантования для широкополосного и узкополосного сигнала. Структурная схема линейного регенератора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

40

Размещено на

4

Содержание

Техническое задание

Введение

1. Выбор частоты дискретизации первичного сигнала

2. Расчет количества разрядов в кодовом слове

3. Определение защищенности от шумов квантования на выходе ЦСП

3.1 Определение защищенности от шумов квантования для широкополосного сигнала

3.2 Определение защищенности от шумов квантования для узкополосного сигнала

4. Разработка структуры временных циклов первичной ЦСП и определение тактовой частоты проектируемой ЦСП

5. Расчет основных параметров цикловой синхронизации первичного цифрового потока

6. Формирование агрегатного цифрового потока с использованием асинхронного объединения на основе ИКМ-120

7. Разработка укрупненной структурной схемы ЦСП

8. Выбор типа линейного кода сигнала ЦСП

9. Разработка структурной схемы линейного регенератора

Заключение

Список литературы

Техническое задание

- Протяженность линии тракта: 700 км;

- количество переприемных пунктов: n=4;

- количество каналов передачи в первичном цифровом потоке: nр=2;

а)диапазон частоты f=(5... 26) кГц;

б)коэффициент активности источника К=0,5;

г)максимальная мощность сигнала Рmах = 1500мк Вт0;

д)средняя мощность сигнала Рср =100 мкВт0;

е)средняя мощность помехи Рпом =200000 пВт0;

- количество каналов двухстороннего действия в первичном цифровом потоке: nd=24;

а)диапазон частоты f= (0,4...3,4) кГц;

б)коэффициент активности источника К=0,25;

г)максимальная мощность сигнала Рmах =2200 мкВт0;

д)средняя мощность сигнала Рср =88 мкВт0;

е)средняя мощность помехи Рпом =178000 пВт0;

- количество первичных каналов в агрегатном цифровом потоке: N=7;

- защищенность от шумов квантования на выходе канала Акв = 20 дБ;

- среднее время восстановления циклового синхронизма Тв = 6 мс;

- допустимая вероятность ошибки на один километр линейного тракта:

Р0 = 10-10;

- количество выделений цифровых потоков различной иерархии в промежуточном пункте (пункт располагается по середине линейного тракта):

для np: кр=0

для nd: kd=15;

- кодовая последовательность для построения примера сигнала на выходе регенератора: S=101000011000000111000100.

Введение

Тенденции развития телекоммуникаций в XXI веке показывают, что человечество движется по пути создания глобального информационного общества (то есть общество, в котором информатизация и телекоммуникации будут определять новую ступень развития экономики, социальной сферы, культуры и науки).

Передача и обработка сигналов в цифровой форме имеет следующие существенные преимущества перед передачей и обработкой аналоговых сигналов:

унификация различных видов передаваемой информации;

компьютеризация телекоммуникационного оборудования;

высокая помехоустойчивость;

высокие технико-экономические показатели.

Исторически сложилось так, что многоканальные телекоммуникационные системы строятся по иерархическому принципу. То есть в первичной системе передачи объединяются a исходных сигналов в первичный групповой сигнал, во вторичной системе b групповых первичных сигналов объединяются во вторичный групповой сигнал и так далее. В 1980-х разработано три плезиохронные цифровые иерархии (Японская, Американская, Европейская).

Технология PDH (плезиохронная) была разработана для более эффективной передачи оцифрованных голосовых потоков по кабелю из скрученной пары проводников. Технология PDH позволила существенно упростить системы передачи.

Основными направлениями в развитии систем передачи являются: повышение эффективности использования линий связи, увеличение дальности связи, повышение её качества и надежности, постоянное техническое совершенствование элементов и узлов аппаратуры.Размещено на

В данном курсовом проекте необходимо разработать многоканальную систему передачи, которая позволяет передавать 24 канала тональной частоты и 2 широкополосных канала.

В связи с нестандартностью системы необходимо рассчитать количество разрядов в кодовой комбинации, чтобы система отвечала заданным параметрам защищенности от шумов квантования, но при этом использовала наименьшие ресурсы оборудования, т.е. осуществить выбор вида квантования. Так как количество уплотняемых каналов отлично от стандартных систем передачи, а также в групповой тракт вводятся широкополосные каналы, скорость первичного цифрового потока будет отличаться от стандартной скорости, в связи с этим и скорость вторичного потока будет отличаться от стандартной. Поэтому необходимо разработать структуру циклов первичного и агрегатного потоков, синхросигналов, структуру агрегатного цифрового потока, рассчитать время восстановления синхронизма.

1. Выбор частоты дискретизации первичного сигнала

По теореме Котельникова можно определить минимальную частоту дискретизации, при которой обеспечивается неискаженное восстановление первичногосигнала.Смыслданнойтеоремывтом, что частота дискретизации должна быть больше либо равна удвоенной верхней частоте исходного сигнала:

;

Совместная передача узкополосного и широкополосного сигнала накладывает дополнительные требования к выбору частоты дискретизации и определяется равенством:

;

FД.np - частота дискретизации широкополосного сигнала;

FД.nd - частота дискретизации узкополосного сигнала; к - целое число;

Таким образом, частоты дискретизации сигналов должны быть кратными, что необходимо для согласования скоростей в цикле ИКМ.

При выборе частоты дискретизации необходимо иметь ввиду, что при восстановлении первичного сигнала используется фильтр низких частот (ФНЧ) и необходимо иметь запас для полосы расфильтровки ().

Значение частот дискретизации выбирается из соотношения:

;

Исходные данные для выбора частоты дискретизации:

диапазон частоты широкополосного сигнала f=(5...26) кГц;

диапазон частоты узкополосного сигнала f=(0,4.. .3,4) кГц;

Частота дискретизации широкополосного сигнала с учетом расфильтровки:

Частота дискретизации узкополосного сигнала с учетом расфильтровки:

По теореме Котельникова . Возьмем частоту

Определим k:

Найдем окончательную частоту дискретизации для широкополосного сигнала с учетом всех условий:

В результате расчетов частота дискретизации широкополосного сигнала равна 56 кГц, частота дискретизации узкополосного сигнала равна 8 кГц.

сигнал широкополосный дискретизация регенератор

2. Расчет количества разрядов в кодовом слове и определение защищенности от искажений квантования на выходе ЦСП

У аналогового сигнала, дискретного по уровню, амплитуды импульсов могут иметь бесконечное множество значений, что приводит к невозможности выполнения операции кодирования. Для устранения этого недостатка выполняют операцию квантования по уровню, при которой истинное значение сигнала заменяют ближайшим разрешенным значением, то есть число уровней становится конечным. При данной операции появляется шум квантования (или ошибка квантования), и на приеме устранить данный шум не представляется возможным.

Квантование по уровню осуществляется следующим образом. Если амплитуда отсчета в пределах двух соседних разрешенных уровней больше половины шага квантования, то сигнал изменяется в большую сторону, если меньше половины шага квантования - в меньшую. В связи с этим и появляется шум квантования.

Существует два метода квантования: равномерный (линейный) и неравномерный (нелинейный). Выбор того или иного метода, а так же числа разрядов кодовой комбинации, зависит от помехозащищенности полученного кода от шумов квантования.

Основной недостаток равномерного квантования заключается в том, что мощность шума квантования не зависит от величины сигнала, тогда защищенность от шумов квантования оказывается небольшой для слабых сигналов и возрастает при увеличении уровня сигнала. Для увеличения защищенности необходимо уменьшать шаг квантования, но большое число разрядов в коде приводит к усложнению аппаратуры и увеличивает тактовую частоту. Устранить этот недостаток позволяет неравномерное квантование.

При неравномерном квантовании для слабых сигналов выбирается наименьший шаг квантования, и с увеличением уровня сигнала он также увеличивается. При этом для слабых сигналов мощность шума квантования уменьшается, а для сильных возрастает, что приводит к увеличению защищенности для слабых сигналов и уменьшению для сильных сигналов. В результате удается снизить разрядность кода, и обеспечить при этом выполнение требований к защищенности от шумов квантования в...