Рис. 6. Схема многоканальной связи с ВРК
Выходы всех импульсных модуляторов подключены к «своим» электронным ключам, работой которых управляет распределитель коммутирующих импульсов. В свою очередь, распределитель запускается от генератора тактовых импульсов.
Временное разделение сигналов осуществляется устройством, упрощённая структурная схема которого представлена на рис. 8.11. Принятый групповой радиосигнал в групповом демодуляторе преобразуется в групповую импульсную последовательность и поступает одновременно на входы выделителя синхросигнала и канальные электронные коммутаторы.
Процесс временного разделения производится в два этапа. На первом – этапе вхождения системы в синхронизм происходят поиск, обнаружение и выделение сигналов синхронизации, после чего запускается распределитель канальных коммутирующих импульсов. Распределитель формирует на своих выходах импульсы требуемой длительности и такой очерёдности, при которой в каждый канальный интервал открывается лишь один электронный коммутатор соответствующего канала.
На втором этапе производится демодуляция каждого канального импульса, после чего сигналы принимаемых каналов подаются к получателям аналоговой информации.
При временном разделении каналов важнейшую роль играет система синхронизации, алгоритм работы которой каждый раз выбирается индивидуально для принятого способа импульсной модуляции, способа временного объединения каналов, структуры сигналов синхронизации и т. д.
1.3 Принцип частотного объединения и разделения каналов на практике
Моделирование будет происходить в пакете Mathcad. Моделирование будет проходить со следующими начальными параметрами:
(1)
где s1(t) |
, s2(t) — исходные сигналы; |
— элементарный квант времени; |
|
T |
— период передачи одного сигнала для ВРК; |
T— время моделирования;
ω1 — частота несущей для первого сигнала ω — безопасный запас частот.
Исходные сигналы изображены на рис. 7.
Рис. 7. Исходные сигналы
Прежде чем передать сигналы, их необходимо модулировать на разные несущие частоты. Модуляция осуществляется с помощью формулы (2).
(2) где sd — входной сигнал;
t— время;
ω — несущая частота.
Модулированные сигналы изображены на рис. 8.
Рис. 8. Модулированные сигналы
Для наглядности дальнейших действий построим спектры получившихся сигналов. Они изображены на рис. 9.
Рис. 9. Спектры модулированных сигналов
Как можно заметить спектр модулированного сигнала сильно ограничен по ширине, за счёт чего и происходит частотное объединение сигналов. По сути этот процесс представляет линейное сложение 2х сигналов во временной области (и как мы позже увидим, это верно и для частотной области). Объединение сигналов будем проводить с помощью функции (3).
(3) где s - массив из функций входных сигналов.
Получившийся сигнал, готовый к передаче изображён на рис. 10.
Рис. 10. Суммарный сигнал
На рис. 11 сверху изображён спектр, посчитанный для суммарного сигнала, снизу изображена линейная сумма спектров исходных сигналов. Как можно заметить между ними нет никаких различий.
Рис. 11. Спектр суммарного сигнала
Разделение будем осуществлять с помощью функции (4). Она основывается на преобразовании Фурье и состоит из нескольких шагов: дискретизовать сигнал, посчитать его спектр, отфильтровать его часть, и с помощью обратного преобразования Фурье вернуться к сигналу во временной области. В реальности это решается намного проще, с помощью полосновыделяющего фильтра.
(4) где sms — принятый сигнал.
Демодулированные сигналы изображены на рис. 12. Для наглядности приведены огибающие, соответствующие исходному сигналу. Как можно заметить существует небольшие отклонения по краям сигналов, что обуславливается погрешностью дискретных преобразований Фурье.
Рис. 12. Разделённые сигналы
Демодуляция сигнала подразумевает собой построение огибающей сигнала, которое основывается на добавлении ортогонального дополнения сигнала, полученного с помощью преобразования Гилберта (5).
(5)
Демодулированные сигналы изображены на рис. 13. Для наглядности исходный сигнал изображён на том же графике, менее насыщенным цветом. Как можно заметить принятый сигнал по краям отличается от исходного. В основном это объясняется погрешностями преобразования Фурье, и в реальной жизни для бесконечного сигнала не характерно.
Рис. 13. Демодулированные сигналы