4 Цикл передачи

В разделе приведены методические указания по разработке структуры цикла и сверхцикла и расчету тактовой частоты группового цифрового сигнала проектируемой системы передачи. Отметим, что разработка цикла передачи - это вариационная задача.

Массив исходных данных для проектирования цикла и сверхцикла образуется данными, приведенными в табл. 1 и результатами проектирования подсистем аналого-цифрового преобразования (разд. 1 ) и передачи дискретных сигналов (разд. 2). Рекомендуется полагать, что все преобразователи являются одноканальными. Цифровые потоки на выходах преобразователей следует полагать состоящими из кодовых групп, биты в которых следуют друг за другом через интервалы, определяемые структурой проектируемого цикла. Следовательно, цифровые потоки удобно характеризовать частотой повторения кодовых групп и числом битов в кодовых группах.

4.1 Требования к циклу и сверхциклу

От того, каким образом построен цикл передачи, зависят такие важные параметры ЦСП, как скорость передачи, время поиска и вхождения в синхронизм при сбое синхронизации, коэффициент использования пропускной способности цифрового группового тракта и т.д.

На основании этого в курсовом проекте к циклу и сверхциклу предъявляются следующие требования.

1. Длительность сверхцикла не должна превышать (2 - 3) мс из-за ограничения максимального времени восстановления синхронизма в ЦСП.

2. Число битов в цикле и число циклов в сверхцикле ограничены:

, ,

где - число битов в цикле;

- число циклов в сверхцикле.

Желательно, чтобы эти числа разлагались на целочисленные сомножители возможно меньшей величины, при этом упрощается генераторная аппаратура ЦСП.

3. В цикле и сверхцикле должны быть предусмотрены тактовые интервалы для передачи сигналов синхронизации. Число битов в слове циклового синхросигнала рекомендуется принимать равным (7 - 12), а в слове сверхциклового синхросигнала - (4 - 8).

4. Групповой цифровой сигнал ЦСП должен быть получен в результате объединения цифровых сигналов по кодовым группам. Кодовые слова каждого канального сигнала должны располагаться в цикле (сверхцикле) по возможности регулярней, ритмичней. Чем регулярнее поток кодовых групп, тем проще аппаратура объединения и разделения цифровых потоков, так как можно использовать устройства буферной памяти с меньшим объемом и более простой алгоритм формирования управляющих импульсных последовательностей в генераторной аппаратуре. Для регулярного размещения битов цифровых сигналов можно цикл разделить на группы, частота повторения которых выше и кратна цикловой.

5. Допустимо в цикле и сверхцикле иметь тактовые интервалы, не занятые передачей информации. Наличие таких интервалов может быть использовано для повышения регулярности цифровых потоков, а в дальнейшем - как резерв передачи сигналов данных, служебных переговоров и др.

6. Тактовые интервалы в цикле и циклы в сверхцикле рекомендуется нумеровать, начиная с единицы. Первые тактовые интервалы в цикле рекомендуется использовать для передачи сигналов цикловой синхронизации.

7. Для оценки качества проектирования цикла и сверхцикла рекомендуется рассчитать коэффициент использования пропускной способности группового цифрового тракта системы передачи по формуле

,

где - число битов в сверхцикле;

- число битов сигнала цикловой синхронизации в сверхцикле;

- число битов сигнала сверхцикловой синхронизации в сверхцикле;

- число свободных тактовых интервалов в сверхцикле.

Коэффициент использования пропускной способности проектируемой ЦСП должен удовлетворять условию .

Если в ЦСП групповой цифровой сигнал имеет только цикловую структуру, то формулу для расчета коэффициента использования пропускной способности необходимо изменить.

4.2 Рекомендуемый алгоритм проектирования цикла

1. Подготовить таблицу исходных данных для проектирования цикла в форме табл. 6. Заполнить столбцы 2 - 7 по данным табл. 1, по данным проектирования подсистем аналого-цифрового преобразования (разд. 1) и передачи дискретных сигналов (разд. 2):

столбец 2 - типы каналов ЦСП;

столбец 3 - количество каналов данного типа;

столбцы 4 и 5 - наименьшие и наибольшие значения частот следования кодовых групп, если они установлены; для широкополосного канала необходимо указывать два интервала возможных значений частот следования кодовых групп;

столбец 6 - значение частоты следования кодовых групп, если по данным табл. 1 для данного канала предусмотрено только одно значение;

Таблица 6 – Параметры ЦСП

№	Тип канала	Число каналов	Min кГц	Max кГц	Оконч. кГц	бит			Номера тактовых интервалов в цикле	Номера циклов
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Телеф.	26			8	8	208	3328	9-16, 17-72, 81-128, 145-200, 209-256	1-16
2	Веща-ния	1			32	8	32	512	9-16, 73-80, 137-144, 201-208	1-16
3	ПДС-1,2	1			8	1	1	16	1	1-16
4	СУВ	61			0.5	1		61	129, 130, 133, 134	2-16 2-16 2-16 1-16
5	Цикл. синхр.	1			8	7	7	112	2-8	1-16
6	Сверх- цикл. синхр.	1			0.5	4		4	129-132	1
7	Своб. такт. инт.							63	131, 132, 133, 135, 136	2-16 2-16 1 1-16 1-16

Основные параметры ЦСП по данным, приведенным в табл. 6:

, , , , , , .

столбец 7 - число битов в кодовых группах для каждого типа канального сигнала ЦСП.

2. Принять в качестве ориентировочного значения тактовой частоты группового цифрового сигнала значение этой частоты, рассчитанное в разд. 2.2 при выборе способа передачи дискретных сигналов. Например, если в качестве способа передачи был выбран способ СИ, то и т.п.

3. Принять в качестве частоты повторения циклов наименьшее значение частоты следования кодовых групп из четвертого столбца. Рассчитать ориентировочное значение числа тактовых интервалов в цикле как ближайшее большее целое отношения

4. Оценить результат расчета числа битов в цикле. Если , то групповой сигнал может быть построен на основе цикла без сверхцикла.

Если , то наличие сверхциклов обязательно.

Более сложная ситуация складывается, когда .

Единственным выходом, удовлетворяющим требованиям подразд. 4.1, является создание в проектируемой ЦСП отдельной цифровой подсистемы передачи низкоскоростных цифровых сигналов. Для создания подсистемы необходимо выбрать из табл. 6 только низкоскоростные сигналы и использовать их для расчета цикла подсистемы ЦСП. Параметры низкоскоростных сигналов следует свести в другую таблицу. Принципы проектирования цикла подсистемы аналогичны принципам построения цикла ЦСП. В курсовом проекте следует разработать цикл (при необходимости и сверхцикл) подсистемы и рассчитать значение тактовой частоты выходного сигнала подсистемы, присвоив ей обозначение , при этом число битов в кодовом слове для подсистемы равно единице.

Сведения о сформированном групповом сигнале как о самостоятельном сигнале занести в отдельную таблицу, исключив из дальнейшего рассмотрения сигналы, передаваемые в подсистеме. В эту же таблицу внести параметры высокоскоростных сигналов из табл. 6, передача которых не предусмотрена в подсистеме. Повторить расчет по п. 3 и оценку результатов по начальной части данного пункта. Таким образом, структура цикла подсистемы и цикла ЦСП должна быть приведена в отдельных таблицах. В табл.6 останутся заполненными только столбцы 1-7.

5. Определить области предполагаемых значений частот повторения циклов и сверхциклов. Области разрешенных значений этих частот определяются требованиями подразд. 4.1:

,

.

6. Выбрать окончательные значения частот следования кодовых групп, частот повторения циклов и сверхциклов. Принятые значения должны удовлетворять требованиям:

, для ,

, для ,

,

где - целые числа.

Частоты повторения циклов и сверхциклов, а также частоты следования кодовых групп не обязательно должны быть равны целому числу в килогерцах или герцах. Их значения должны быть записаны шестью цифрами, поскольку относительная погрешность установки частоты задающего генератора в ЦСП не больше .

Заполнить шестой столбец табл. 6.

7. Определить число битов в кодовых словах цикловой и сверхцикловой синхронизации (см. п. 3 подразд. 4.1). При этом следует ориентироваться на результаты работ в области цикловой синхронизации, а также на параметры ЦСП европейской, североамериканской и японской плезиохронных иерархий.

В частности, увеличение числа битов в сигнале синхронизации сокращает время восстановления синхронизма, повышает его устойчивость, но уменьшает коэффициент использования пропускной способности группового тракта ЦСП.

Для организации передачи сигналов телеуправления (сигналов аварии о потере цикловой синхронизации, контроля ошибок в цифровом тракте и др.) в проектируемой ЦСП предполагается использование каналов СУВ. В ЦСП излишне предусматривать организацию каких-либо каналов для передачи сигналов телеуправления и др.

Ввести в табл. 6 дополнительные строки: “Канал цикловой синхронизации” и “Канал сверхцикловой синхронизации” и заполнить для этих каналов столбцы 6 и 7.

8. Рассчитать число тактовых интервалов в цикле и сверхцикле, необходимых для организации каналов каждого типа:

, для;

для .

По данным расчета следует заполнить восьмой и девятый столбцы таблицы.

9. Рассчитать минимально необходимое число тактовых интервалов в цикле:

,

где числитель определяется по данным столбца 9.

Количество тактовых интервалов в цикле должно превышать минимальное значение. В целях упрощения аппаратуры формирования управляющих сигналов ЦСП или генераторной аппаратуры желательно, чтобы число тактовых интервалов в цикле разлагалось на простые множители.

10. Разместить кодовые слова и биты сигналов по тактовым интервалам цикла и сверхцикла, заполнив столбцы 10 и 11 табл. 6. Структура цикла и сверхцикла должна удовлетворять требованиям подразд. 3.1. Размещение в цикле рекомендуется начинать с сигнала цикловой синхронизации. После размещения всех кодовых слов, передаваемых в цикле, переходят к размещению слов, передаваемых в сверхцикле. В первом цикле рекомендуется разместить сверхцикловой сигнал синхронизации.

При выполнении этого пункта рассматривается, как правило, несколько конкурирующих вариантов и выбирается лучший.

11. Ввести в таблицу дополнительную строку “свободные тактовые интервалы” и заполнить для нее столбцы 8 - 11.

12. Рассчитать коэффициент использования пропускной способности группового тракта ЦСП. Коэффициент использования должен удовлетворять требованиям, приведенным в п. 7 подразд. 3.1.

13. Рассчитать точное значение тактовой частоты цифрового группового сигнала проектируемой частоты по формуле

или .

Далее необходимо привести основные параметры ЦСП. Структуру цикла следует отобразить на отдельном рисунке.

Библиографический список

1. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов/ В.И.Иванов, В.В.Гордиенко, Г.Н.Попов и др.; Под ред. В.И.Иванова. – 2-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. – 232с.:ил.

2. Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н., Моченов А.Д. Цифровые системы передачи: Учебное пособие для вузов / Под ред. А.Д.Моченова. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 352 с: ил.

3. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи: Учебник для вузов/ В.В.Крухналев, В.В.Гордиенко, В.И.Иванов и др.; Под ред. В.В.Гордиенко и В.В.Крухналева. – М.: Радио и связь, 1996. – 344 с.:ил.

4. Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи: Учебник/ В.И.Кириллов. – М.: Новое знание, 2002. – 751 с.:ил.

5. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов/ Н.Н.Баева, В.Н.Гордиенко, С.А.Курицын, и др.; Под ред. Н.Н.Баевой и В.Н.Гордиенко. - М.: Радио и связь, 1997. –560 с.

Приложение

Интеграл вероятностей

X	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0.0	0,00000	00399	00798	01197	01595	01994	02392	02790	03188	03586
0.1	03983	04380	04776	05172	05567	05962	06356	06749	07142	07535
0.2	07926	08317	08706	09095	09483	09871	10257	10642	11026	11409
0.3	11791	12172	12552	12930	13307	13683	14058	14431	14803	15173
0.4	15542	15910	16276	16364	16640	17003	17724	18082	18439	18793
0.5	19446	19497	19847	20194	20540	20884	21226	21566	21904	22240
0.6	22575	22907	23237	23565	23891	24215	24537	24857	25175	25490
0.7	25804	26115	26424	26730	27035	27337	27637	27935	28230	28524
0.8	28814	29103	29389	29673	29955	30234	30511	30785	31057	31327
0.9	31594	31859	32121	32381	32639	32894	33147	33398	33646	33891
1.0	34134	34375	34614	34850	35083	35314	35543	35769	35993	36214
1.1	36433	36650	36864	37076	37286	37493	37698	37900	38100	38298
1.2	38493	38686	38877	39065	39251	39435	39617	39796	39973	40147
1.3	40320	40490	40658	40824	40988	41149	41308	41466	41621	41774
1.4	41924	42073	42220	42364	42507	42647	42786	42922	43056	43189
1.5	43319	43448	43574	43699	43822	43943	44062	44179	44295	44408
1.6	44520	44630	44738	44845	44950	45053	45154	45254	45352	45449
1.7	45543	45637	45728	45818	45907	45994	46080	46164	46246	46327
1.8	46407	46485	46562	46638	46712	46784	46856	46926	46995	47062
1.9	47128	47193	47257	47320	47381	47441	47500	47558	47615	47670
2.0	47725	47778	47831	47882	47932	47982	48030	48077	48124	48169
2.1	48214	48257	48300	48341	48382	48422	48461	48500	48537	48574
2.2	48610	48645	48679	48713	48745	48778	48809	48840	48870	48899
2.3	48928	48956	48983	49010	49036	49061	49086	49111	49134	49158
2.4	49180	49202	49224	49245	49266	49286	49305	49324	49343	49361
2.5	49379	49396	49413	49430	49446	49467	49477	49492	49506	49520
2.6	49534	49547	49560	49573	49585	49598	49609	49621	49632	49643
2.7	49653	49664	49674	49683	49693	49702	49711	49720	49728	49736
2.8	49744	49752	49760	49767	49774	49781	49788	49795	49801	49807
2.9	49813	49819	49825	49831	49836	49841	49846	49851	49856	49861
3.0	49865
3.5	49976
4.0	49996
4.5	4999966
5.0	4999997

36