برای جداسازی سیگنال ها، نه تنها از فرکانس (PDK) و زمان (VRK)، بلکه از شکل سیگنال ها نیز می توان استفاده کرد. جداسازی کانال ها بر اساس فرم هنوز کاربرد گسترده ای مانند فرکانس و زمان پیدا نکرده است. کاربرد و چشم اندازهای فعلی آن بیشتر به دسترسی چندگانه در سیستم های تلفن همراه و ماهواره ای مربوط می شود. که در ارتباطات سیارتقسیم کد به عنوان یکی از اصلی ترین انواع دسترسی چندگانه از نظر پیاده سازی مفهوم توسعه سیستم های ارتباطی سیار IMT-2000 محسوب می شود.

فناوری تقسیم کانال ها بر اساس شکل، امکان عملکرد همزمان گروهی از تجهیزات مختلف رادیویی (پایانه های تلفن همراه، ایستگاه های رادیویی فردی، ایستگاه های زمینی) را در نظر می گیرد. ارتباطات ماهواره ایو غیره) در باند فرکانس عمومی. سیگنال های رادیویی یک سیگنال خلاصه (گروهی) را تشکیل می دهند ، که به دستگاه های دریافت کننده کاربران می رسد. متعامد بودن سیگنال ها به گیرنده همبستگی اجازه می دهد تا سیگنال مورد نیاز را از .

سیستم های ارتباطی با آدرس ناهمزمان

در برخی موارد، همگام سازی دقیق دشوار است. برای مثال، هنگام سازماندهی ارتباطات عملیاتی بین اجسام متحرک (ماشین ها، هواپیماها) یا هنگام سازماندهی ارتباطات عملیاتی با استفاده از ماهواره های مصنوعی زمین به عنوان تکرار کننده، باید با آن مواجه شد. در این موارد می توان از سیستم های ارتباطی چند کاناله ناهمزمان استفاده کرد، زمانی که سیگنال های همه مشترکین در یک باند فرکانسی مشترک مخابره می شوند و کانال ها به موقع با یکدیگر همگام نیستند. در سیستم‌هایی با دسترسی آزاد، به هر کانال (مشترک) یک شکل سیگنال اختصاص داده می‌شود که یک ویژگی متمایز، یک «آدرس» است. از این مشترکاز این رو سیستم های ارتباطی آدرس پذیر ناهمزمان (AAC) نامیده می شود.

آدرس مشترک را می توان به صورت سیگنال های شبه تصادفی (نویز مانند) یا به صورت دنباله ای از چندین پالس رادیویی با محتوای فرکانس مشابه یا متفاوت کدگذاری کرد. اگر پالس های رادیویی دارای محتوای فرکانس متفاوتی باشند، می گویند که آدرس به شکل یک ماتریس زمان-فرکانس (FVM) کدگذاری شده است. آدرس ها هم در فواصل زمانی بین پالس های رادیویی و هم در فرکانس های پر شدن آنها متفاوت است.

بیایید اصل عملکرد AASS را بر اساس یک بلوک دیاگرام تعمیم یافته در نظر بگیریم (شکل 8.15).

پیام های ارسالی دریافت شده از منابع در معرض مدولاسیون پالس هستند. برخی از سیستم ها از PPM استفاده می کنند، برخی دیگر از نوعی مدولاسیون دلتا استفاده می کنند. سپس هر پالس حاصل از مدولاسیون پالس اولیه به یک توالی آدرس پذیر از پالس ها تبدیل می شود که با مکث از هم جدا می شوند.

شکل گیری دنباله های آدرس با استفاده از یک خط تاخیر (DL) انجام می شود که دارای ضربه هایی است، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 8.15.

برای تشکیل یک آدرس، فقط از taps from استفاده می شود و برای آدرسی دیگر از ترکیب متفاوتی از taps استفاده می شود. این پالس ها از نظر فرکانس پر شدن (تعداد کل چنین فرکانس هایی در سیستم تراکم) متفاوت هستند و می توانند موقعیت های مختلفی را در زمان اشغال کنند. به عنوان مثال، در شکل. شکل 8.16 گونه ای از ساخت چنین توالی آدرسی را برای سیستمی با و نشان می دهد.

بنابراین، پالس حاصل از مدولاسیون پالس پیام اولیه به پالس هایی در خط تاخیر تقسیم می شود. هر یک از این پالس ها می توانند یکی از موقعیت ها را در زمان اشغال کنند و با فرکانس خاص خود ارسال می شوند.

با تغییر موقعیت پالس ها در زمان نسبت به اولین پالس و همچنین فرکانس پر شدن پالس ها، می توان تعداد زیادی ترکیب کد آدرس (مالتی پلکسینگ بالا) را به دست آورد.

هر گیرنده منفرد یک دستگاه غیر خطی حاوی خطوط تاخیر و مدار تصادفی (CC) است و فقط به دنباله خاصی از پالس های رادیویی پاسخ می دهد (شکل 8.17). گیرنده دارای فیلترهای باند گذر است که با فرکانس های مناسب تنظیم شده اند. پالس های خروجی هر فیلتر شناسایی شده و به خطوط تاخیری که مطابق با آدرس اختصاص داده شده به این گیرنده طراحی شده اند ارسال می شوند تا تمام پالس ها در خروجی ها در زمان منطبق شوند. در مدار تصادفی غیرخطی (CC)، یک پالس تنها در صورتی ظاهر می شود که پالس های ورودی تاخیری در همه شاخه ها منطبق باشند. اگر حداقل یکی از پالس ها از خروجی خطوط تاخیر به ورودی مدار تصادفی همزمان با بقیه برسد، سیگنال در خروجی CC ظاهر نمی شود. با تشکر از این، گیرنده تنها به ترکیب کد آدرس اختصاص داده شده به آن پاسخ می دهد.

فرآیند توصیف شده جداسازی پیام (یعنی برجسته کردن تنها ترکیب کد آدرس اختصاص داده شده به گیرنده) در شکل 1 نشان داده شده است. 8.17. ورودی گیرنده یک سیگنال گروهی را دریافت می کند که به طور خاص حاوی دو پیام است (پالس های رادیویی سایه دار و بدون سایه). دستگاه دریافت کننده فقط به ترکیب فرکانس-زمان آدرس اختصاص داده شده به آن پاسخ می دهد که به صورت پالس های سایه دار نمایش داده می شود، یعنی. پیام را برجسته می کند. پالس های خروجی مدار تطبیق مطابق با مدولاسیون پالس اعمال شده در یک دمدولاتور پالس (PD) به پیام دریافتی تبدیل می شوند.

برای برقراری ارتباط با یک مشترک خاص، کافی است با توجه به ترکیب کد آدرس، موقعیت های مناسب خط تاخیر فردی روی فرستنده را انتخاب کنید. در این سیستم ها نیازی به تنظیم فرکانس نیست که هزینه تجهیزات را تا حد زیادی کاهش می دهد و قابلیت اطمینان آن را تضمین می کند.

جداسازی فاز سیگنال ها

جداسازی فاز سیگنال ها با استفاده از اختلاف فاز بین سیگنال ها ساخته شده است.

اجازه دهید اطلاعات وارد شود نکانال ها با تغییر دامنه سیگنال های کسینوس پیوسته با فرکانس حامل یکسان u 0 منتقل می شوند. جداسازی این سیگنال ها تنها با استفاده از تفاوت در فازهای اولیه آنها الزامی است.

سیگنال ها برابر هستند:

……………………………….

همانطور که تجزیه و تحلیل نشان می دهد، تمایز سیگنال در صورتی امکان پذیر است که سیستم فقط دارای دو کانال باشد که از طریق آن اجزای کسینوس و سینوسی منتقل می شوند:

و سیگنال های اولیه با استفاده از تشخیص همزمان جدا می شوند.

جداسازی سیگنال بر اساس شکل

علاوه بر سیگنال‌هایی با طیف‌های غیر همپوشانی و سیگنال‌هایی که در زمان همپوشانی ندارند، دسته‌ای از سیگنال‌ها وجود دارند که می‌توانند به طور همزمان ارسال شوند و دارای طیف‌های فرکانسی همپوشانی هستند.

معمولاً جداسازی این سیگنال ها نامیده می شود تقسیم بر شکل.

چنین سیگنال هایی شامل Walsh، Rademacher و توالی های مختلف نویز مانند هستند.

دنباله های Walsh و Rademacher بر اساس الفبای کد 1، -1 ساخته شده اند و هر جفتی از این دنباله ها شرایط را برآورده می کند.

E من ، i = j,

0, من؟ j,

سیگنال ها کجا هستند من- ام و j- کانال های سیستم تقسیم زمان، تی- فاصله زمانی که سیگنال های کانال در آن قرار دارند و T=جایی که اف که در- فرکانس حد بالایی طیف پیام ارسالی.

استفاده از کدهای Walsh و Rademacher با ارسال سیگنال‌های زمان‌بندی خاص از طریق یک کانال برای حفظ روابط زمانی معینی بین کدهای دریافتی و مرجع مرتبط است.

در صورت استفاده شبیه سر و صدا دنباله هانیازی به انتقال سیگنال های هماهنگ سازی خاصی نیست، زیرا این نقش را می توان توسط توالی هایی که اطلاعات را حمل می کنند انجام داد.

سیگنال های نویز مانند باید شرایط زیر را برآورده کنند:

E، f = 0,

0, -f و > f > -T,

T > f > f و , (9.5)

0, من؟ j, (9.6)

برای - مدت زمان سیگنال شبه نویز. E- انرژی سیگنال؛ f و- مدت زمان یک فاصله زمانی یک سیگنال نویز مانند.

هنگامی که شرایط (9.5) برآورده می شود، سیستم همگام سازی بدون ارسال یک سیگنال همگام سازی خاص عمل می کند، زیرا تابع همبستگی خودکار هر سیگنال کانال دارای یک پیک مشخص در φ = 0 و مقادیر صفر در هنگام جابجایی است ، جداسازی سیگنال های کانال تضمین می شود، زیرا تابع همبستگی برای هر جفت سیگنال برابر با صفر است.

متأسفانه، محصولات اسکالر (9.5) برای و (9.6) برای سیگنال های واقعی برابر با صفر نیستند. این منجر به کاهش قابلیت اطمینان جداسازی سیگنال می شود.

طرح ساختاریسیستم ارتباطی چند کاناله با جداسازی سیگنال بر اساس شکل در شکل 9.2 نشان داده شده است.

شکل 9.2 بلوک دیاگرام یک سیستم ارتباطی چند کاناله با جداسازی سیگنال مطابق شکل: 1 - مولد پالس ساعت. 2- مولد سیگنال نویز مانند; 3-ADC; 4-ضرب;; 5،6 - تعدیل کننده ها. 7 - جمع کننده; 8 - فرستنده; 9 - خط ارتباطی؛ 10 - گیرنده; 11 - فیلتر همسان؛ 12 - دستگاه تصمیم گیری; 13 - DAC; 14،15 - دمدولاتورها

قسمت انتقال دهنده سیستم شامل نتعدیل کننده، جمع کننده و فرستنده یکسان. در مدولاتورها، سیگنال‌های نویز مانند به عنوان نوسانات حامل استفاده می‌شوند و دنباله‌های کد باینری از خروجی ADC، فازبندی شده با این سیگنال‌ها، به عنوان نوسانات مدوله‌کننده استفاده می‌شوند. دوره سیگنال های نویز مانند برابر با مدت زمان یک عنصر از کلمه رمز از خروجی ADC انتخاب می شود. در طول فرآیند مدولاسیون، نماد "1" کلمه رمز دودویی (نمودار آدر شکل 9.3) مربوط به دوره کامل سیگنال نویز مانند است (نمودار ب) و نماد "0" نشان دهنده عدم وجود این سیگنال است. اگر اف c فرکانس حد بالایی طیف سیگنال اولیه است و Lتعداد سطوح کوانتیزاسیون، سپس عرض طیف سیگنال در خروجی ضریب است (نمودار در شکل 9.2 را ببینید)

طول (دوره) دنباله نویز مانند کجاست.

همانطور که از فرمول (9.7) مشاهده می شود، عرض طیف هر سیگنال کانال برابر است عرض بیشترطیف سیگنال PCM

شکل 9.3. نمودارهای زمان بندی توضیح دهنده عملکرد مدار نشان داده شده در شکل 9.2

توجه داشته باشید که هر سیگنال کانال شکل خاص خود را دارد و فرآیندهای زمانی رخ داده در کانال ها می توانند مستقل باشند. سیگنال گروهی در خروجی جمع کننده، برابر با مجموع سیگنال های کانال، یک فرآیند تصادفی است که میانگین مقدار و پراکندگی آن به بار کانال های جداگانه بستگی دارد.

قسمت گیرنده سیستم شامل یک گیرنده و نگیرنده های کانال یکسان (دمودولاتور). ساختار هر دمدولاتور شامل یک فیلتر همسان، یک دستگاه تصمیم گیری و یک DAC است.

هر فیلتر منطبق فقط به سیگنالی که با آن مطابقت دارد پاسخ می دهد. برای مثال، فیلتر همسان 11 کانال اول به سیگنالی که در اولین مدولاتور تولید می شود پاسخ می دهد (شکل 9.3، ب). پاسخ فیلتر در شکل 9.3 نشان داده شده است. V. سیگنال های کانال های دیگر و پاسخ آنها برای سادگی در شکل 9.3 نشان داده نشده است. در دستگاه تصمیم گیری، پاسخ فیلتر همسان 11، پوشش سیگنال رادیویی، با یک سطح آستانه معین مقایسه می شود. Uپور در صورت عبور از آستانه، تخمینی از نماد ارسالی برابر با 1 تشکیل می شود و اگر تقاطع اتفاق نیفتد، تخمینی برابر با نماد صفر از خروجی دستگاه تصمیم گیری 12 ارسال می شود به DAC 13 و تبدیل به یک پیام آ 1 * (تی).

دمودولاسیون سیگنال در حضور تداخل رخ می دهد که از دو جزء تشکیل شده است. اولین مورد از موارد قبلی شناخته شده است

فصل‌ها با مجموع نویز نوسانات داخلی و خارجی، و فصل دوم با نویز مخصوص سیستم‌هایی با سیگنال‌های نویز مانند. این تداخل مجموع سیگنال های نویز مانند از کانال های دیگر است و تداخل ساختاری یا متقابل نامیده می شود. تداخل ساختاری به این دلیل است که سیستم‌های سیگنال‌های واقعی مورد استفاده «تقریباً» متعامد هستند، یعنی. شرط (9.6) برای آنها برآورده نمی شود. سطح آن توسط مقادیر توابع همبستگی متقابل بین سیگنال شبه نویز کانال مرجع و سیگنال های نویز مانند فعلی سایر کانال ها تعیین می شود. به منظور اطمینان کیفیت مشخص شدهاطلاعات ارسالی، باید اقداماتی برای کاهش سطح این تداخل ساختاری انجام شود. اصول در نظر گرفته شده جداسازی سیگنال بر اساس شکل و ساخت یک سیستم ارتباطی چند کاناله در چند کاناله استفاده می شود. نامتقارن سیستم های آدرسارتباطات (AASS). در AASS (شکل 9.4)، به هر مشترک یکی از سیگنال های نویز مانند "تقریبا متعارف" اختصاص داده می شود که آدرس کانال است.

شکل 9.4. بلوک دیاگرام یک سیستم ارتباطی آدرس پذیر ناهمزمان چند کاناله: 1،4،7،10 - مشترکین 1،i،k،N. 2،5،8،11-فرستنده و گیرنده 3،6،9،12 - ژنراتورهای سیگنال آدرس. 13 - خط ارتباطی

اجازه دهید، برای مثال، مشترک 1 نیاز به تماس با مشترک " ک" برای این منظور شماره مشترک شماره گیری می شود " ک"و بنابراین شکل یک سیگنال نویز مانند با شماره" در مولد سیگنال آدرس 1 ایجاد می شود. ک" اگر تعداد مشترکین برابر باشد، تعداد فرم های شماره گیری شده نیز برابر است

سیگنال نویز مانند با شماره " ک" به خط ارتباطی ارسال می شود و بنابراین در ورودی های گیرنده سایر مشترکین عمل می کند. به یک سیگنال نویز مانند " ک"فقط تجهیزات دریافت کننده مشترک پیکربندی شده است" ک"، بنابراین ارتباط بین مشترکین 1 و " برقرار می شود ک" گیرنده های دیگر مشترکین به این سیگنال نویز مانند پاسخ نمی دهند. اطلاعات پاسخ از مشترک " ک"با استفاده از یک سیگنال نویز مانند با شماره 1 منتقل می شود. یکی از ویژگی های مهم AASS عدم وجود ایستگاه سوئیچینگ مرکزی است. همه مشترکین دسترسی مستقیم به یکدیگر دارند و در صورت استفاده از لینک رادیویی، تنظیم فرکانس فرستنده گیرنده ها برای برقراری ارتباط انجام نمی شود.

در پایان، ما توجه می کنیم که در ادبیات فنی توصیفی از AASS وجود دارد که از 1000 تا 1500 کانال با 50 ... 100 مشترک فعال استفاده می کند.

توضیح کوتاه CDMA

نمونه ای از پیاده سازی فناوری ارتباطی با سیگنال های نویز مانند، سیستم دسترسی چندگانه تقسیم کد (CDMA) است.

یکی از ویژگی های قابل توجه ارتباطات دیجیتال با سیگنال های نویز مانند، امنیت کانال ارتباطی از رهگیری، تداخل و استراق سمع است. از همین رو این تکنولوژیدر ابتدا برای ارتش ایالات متحده توسعه و استفاده شد و تنها پس از آن برای استفاده تجاری منتقل شد.

سیستم CDMA کوالکام (استاندارد IS-95) برای کار در باند 800 مگاهرتز طراحی شده است. سیستم CDMA با استفاده از روش پخش فرکانس مستقیم بر اساس استفاده از 64 نوع دنباله تشکیل شده بر اساس قانون توابع والش ساخته شده است.

به هر کانال منطقی یک کد والش متفاوت اختصاص داده می شود. در مجموع می توان 64 کانال منطقی در یک کانال فیزیکی وجود داشت، زیرا 64 دنباله والش وجود دارد که مربوط به 64 کانال منطقی است که هر کدام 64 بیت طول دارند. در عین حال، 9 کانال کانال خدمات هستند و 55 کانال باقی مانده برای انتقال داده استفاده می شود.

هنگام تغییر علامت بیت پیام اطلاعاتیفاز توالی والش مورد استفاده 180 درجه تغییر می کند. از آنجایی که این توالی ها متعامد هستند، هیچ تداخل متقابلی بین کانال های انتقال یک ایستگاه پایه وجود ندارد. تداخل در کانال های انتقال ایستگاه پایه فقط توسط همسایه ایجاد می شود ایستگاه های پایه، که در یک باند فرکانسی کار می کنند و از پهنای باند یکسانی استفاده می کنند، اما با یک شیفت چرخه ای متفاوت.

استاندارد CDMA از مدولاسیون فاز PSKM 4، OFM 4 استفاده می کند.

در سیستم های مکانیک از راه دور برای انتقال سیگنال های زیادی از طریق یک خط ارتباطی، استفاده از کدگذاری معمولی کافی نیست. یا جداسازی سیگنال اضافی یا کدگذاری خاصی که شامل عناصر جداسازی سیگنال باشد مورد نیاز است. جداسازی سیگنال عبارت است از ارائه مستقل انتقال و دریافت بسیاری از سیگنال ها از طریق یک خط ارتباطی یا در یک باند فرکانسی که در آن سیگنال ها خواص خود را حفظ می کنند و یکدیگر را مخدوش نمی کنند.

در حال حاضر از روش های زیر استفاده می شود:

1. تقسیم زمان، که در آن سیگنال ها به صورت متوالی در زمان، به طور متناوب با استفاده از همان باند فرکانسی ارسال می شوند.

2. جداسازی کد-آدرس، بر اساس زمان (کمتر فرکانس) جداسازی سیگنال ها با ارسال کد آدرس انجام می شود.

3. تقسیم فرکانس، که در آن به هر سیگنال فرکانس خاص خود اختصاص داده می شود و سیگنال ها به صورت متوالی یا موازی در زمان ارسال می شوند.

4. تقسیم زمان-فرکانس، امکان استفاده از هر دو فرکانس و تقسیم زمان سیگنال ها.

5. جداسازی فاز، که در آن سیگنال ها در فاز با یکدیگر متفاوت هستند.

تقسیم زمان (TS).هر یک از سیگنال های n به نوبه خود با یک خط ارائه می شود: اول، برای یک دوره زمانی تی 1 سیگنال 1 منتقل می شود، برای تی 2 - سیگنال 2 و غیره در این حالت، هر سیگنال بازه زمانی خاص خود را اشغال می کند. زمان در نظر گرفته شده برای ارسال همه سیگنال ها سیکل نامیده می شود. باند فرکانس برای انتقال سیگنال توسط کوتاهترین پالس در ترکیب کد تعیین می شود. بین فواصل زمانی اطلاعات، فواصل زمانی محافظ برای جلوگیری از تأثیر متقابل کانال در کانال ضروری است، به عنوان مثال. تحریف عبوری

برای اجرای جداسازی موقت از توزیع کننده هایی استفاده می شود که یکی در نقطه کنترل و دیگری در نقطه کنترل نصب می شود.

کد-آدرس جداسازی سیگنال ها (CAR).جداسازی سیگنال‌های کد آدرس زمانی (TCAR) استفاده می‌شود که در آن ابتدا یک پالس هماهنگ یا ترکیب کد (ترکیب همگام‌سازی) برای اطمینان از عملکرد هماهنگ توزیع‌کننده‌ها در نقطه کنترل و نقطه کنترل شده ارسال می‌شود. سپس یک ترکیب کد به نام کد آدرس ارسال می شود. اولین کاراکترهای کد آدرس برای انتخاب مورد و شیء کنترل شده در نظر گرفته شده است، دومی آدرس تابع را تشکیل می دهد که نشان می دهد کدام عملیات TM (عملکرد) باید انجام شود (TU، TI، و غیره). پس از آن ترکیب کد خود عملیات، یعنی. اطلاعات فرمان منتقل می شود یا اطلاعات اعلان دریافت می شود.

جداسازی فرکانس سیگنال هابرای هر یک از سیگنال های n، باند مخصوص به خود در نظر گرفته شده است محدوده فرکانس. در نقطه دریافت (RP)، هر یک از سیگنال های ارسالی ابتدا توسط فیلتر باند گذر ایزوله می شود، سپس به دمودولاتور و سپس به رله های اجرایی می رسد. سیگنال ها می توانند به صورت متوالی یا همزمان ارسال شوند، به عنوان مثال. موازی.

جداسازی فاز سیگنال هاچندین سیگنال در یک فرکانس به شکل پالس های رادیویی با فازهای اولیه متفاوت ارسال می شود. برای این منظور از دستکاری نسبی یا فازی استفاده می شود.

جداسازی زمان-فرکانس سیگنال ها.مربع های سایه دار با اعداد سیگنال هایی هستند که در یک باند فرکانسی مشخص و در یک بازه زمانی انتخاب شده ارسال می شوند. فواصل زمانی محافظ و باندهای فرکانسی بین سیگنال ها وجود دارد. تعداد سیگنال های تولید شده به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

24. انواع اصلی تداخل در کانال ها و مسیرهای MTS سیمی (سیستم های انتقال چند کاناله) با FDM (تقسیم فرکانس کانال ها).

منظور از تداخل، هر اثر تصادفی روی سیگنال در یک کانال ارتباطی است که از دریافت صحیح سیگنال ها جلوگیری می کند. در عین حال، ماهیت تصادفی ضربه باید مورد تاکید قرار گیرد، زیرا برخورد با تداخل منظم هیچ مشکلی (حداقل از نظر تئوری) ایجاد نمی کند. به عنوان مثال، پس زمینه جریان متناوبیا تداخل یک ایستگاه رادیویی خاص ممکن است با جبران یا فیلتر کردن حذف شود. در کانال های ارتباطی هم نویز افزایشی وجود دارد، یعنی فرآیندهای تصادفی که روی سیگنال های ارسالی قرار می گیرند و هم نویز ضربی که به صورت تغییرات تصادفی در ویژگی های کانال بیان می شود.

نویز گاوسی همیشه در خروجی یک کانال پیوسته وجود دارد. چنین تداخلی به ویژه شامل نویز حرارتی است. این تداخلات را نمی توان از بین برد. مدلی از یک کانال پیوسته، شامل قانون ترکیب سیگنال s(t)، یک شبکه چهار پورت با پاسخ ضربه ای g(t، ) و منبع نویز گاوسی افزودنی (t).

یک مدل کامل تر باید انواع دیگر نویز افزودنی (افزودنی - کل)، اعوجاج سیگنال غیرخطی و همچنین نویز ضربی را در نظر بگیرد.

بیایید به ادامه مطلب برویم توضیح مختصرتداخل ذکر شده در بالا

تداخل متمرکز در طیف یا هارمونیک یک سیگنال مدوله شده با باند باریک است. دلایل وقوع چنین تداخلی کاهش میرایی انتقال بین مدارهای کابلی، تأثیر ایستگاه های رادیویی و غیره است.

نویز پالس نویز متمرکز در زمان است. آنها دنباله ای تصادفی از پالس ها را نشان می دهند که دامنه های تصادفی دارند و در فواصل زمانی تصادفی به دنبال یکدیگر می آیند و فرآیندهای گذرا که ایجاد می کنند در زمان همپوشانی ندارند. دلایل ظهور این تداخل عبارتند از: نویز سوئیچینگ، تداخل خطوط ولتاژ بالا، تخلیه صاعقه و غیره. تداخل ضربه ای در کانال PM با محدود کردن زمان تجاوز از آستانه های تحلیل مشخص شده نرمال می شود.

نویز نوسان (تصادفی) با طیف گسترده و حداکثر آنتروپی مشخص می شود و بنابراین مبارزه با آن سخت ترین است. با این حال، در کانال های ارتباطی سیمی، سطح تداخل نوسانات بسیار کم است و در یک نرخ انتقال اطلاعات خاص پایین، عملاً بر میزان خطا تأثیر نمی گذارد.

تداخل ضربی (ضرب با سیگنال) در اثر تغییرات تصادفی در پارامترهای کانال ارتباطی ایجاد می شود. به ویژه، این تداخل خود را در تغییر سطح سیگنال در خروجی دمدولاتور نشان می دهد. تغییرات سطح صاف و ناگهانی وجود دارد. تغییرات هموار در یک زمان بسیار بیشتر از 0 رخ می دهد - مدت زمان یک عنصر. اسپاسمیک - در زمان کمتر از 0. دلیل تغییرات صاف سطح ممکن است نوسانات در تضعیف خط ارتباطی باشد که به عنوان مثال در اثر تغییر شرایط آب و هوایی و در کانال های رادیویی - محو شدن ایجاد می شود. دلیل تغییرات ناگهانی سطح ممکن است تماس های ضعیف در تجهیزات، عملکرد ناقص تجهیزات ارتباطی، فناوری اندازه گیری و غیره باشد.

افت سطح بیش از 17.4 دسی بل کمتر از حد اسمی، شکست نامیده می شود. در طول استراحت، سطح به زیر آستانه حساسیت گیرنده می رسد و دریافت سیگنال در واقع متوقف می شود. وقفه هایی که کمتر از 300 میلی ثانیه طول می کشد معمولاً کوتاه مدت نامیده می شوند، در حالی که وقفه های بیشتر از 300 میلی ثانیه طولانی هستند.

نویز و وقفه های پالس علت اصلی خطا در هنگام انتقال پیام های گسسته از طریق کانال های ارتباطی سیمی است.

نویز افزودنی شامل سه جزء است: متمرکز در فرکانس (هارمونیک)، متمرکز در زمان (پالس) و نوسان. تداخل متمرکز در فرکانس طیفی به طور قابل توجهی باریکتر از پهنای باند کانال دارد. نویز پالس دنباله ای از پالس های کوتاه مدت است که با فواصل بیش از زمان فرآیندهای گذرا در کانال از هم جدا می شوند. تداخل نوسانات را می توان به صورت دنباله ای از پالس ها که به طور پیوسته پشت سر هم قرار می گیرند، نشان داد که دارای طیف گسترده ای است که فراتر از پهنای باند کانال گسترش می یابد. تداخل ضربه ای را می توان به عنوان یک حالت شدید تداخل نوسانی در نظر گرفت، زمانی که انرژی آن در نقاط مجزا در محور زمان متمرکز شود، و تداخل هارمونیک را می توان به عنوان یک حالت شدید دیگر در نظر گرفت، زمانی که تمام انرژی در نقاط مجزا در محور فرکانس متمرکز شود. .

ویژگی های تداخل افزودنی در کانال های PM قدرت نویز پسزومتریک و سطح نویز بدون وزن است. مقدار اول توسط دستگاهی با آشکارساز درجه دوم و مدار خاصی اندازه گیری می شود که حساسیت گوش، میکروفون و تلفن انسان را به ولتاژ فرکانس های مختلف در نظر می گیرد. میانگین توان پسومتری 2*10-15 وات بر متر است. نویز بدون وزن با یک آشکارساز درجه دوم با زمان ادغام 200 میلی ثانیه اندازه گیری می شود. این مقدار در نقطه ای با سطح صفر نسبی نباید از -49 دسی بل در یک بخش دریافت مجدد تجاوز کند. ویژگی های مشخص شده نویز ضربه ای را که به طور جداگانه و با ابزارهای خاص اندازه گیری می شود را پوشش نمی دهد. تداخل ضربی در کانال های ارتباطی عمدتاً در تغییرات در تضعیف باقی مانده بیان می شود که منجر به تغییر در سطح سیگنال می شود. تغییرات در سطح سیگنال در کانال های ارتباطی واقعی ماهیت بسیار متنوعی دارد. به عنوان مثال، بین تغییرات صاف و ناگهانی در سطح سیگنال (گاهی اوقات تغییر در تضعیف باقیمانده نامیده می شود)، کاهش کوتاه مدت در سطح، وقفه های کوتاه مدت و طولانی مدت تمایز قائل می شود.

تغییرات سطح هموار آنهایی هستند که در آن انحراف سطح از مقدار اسمی آن به حداکثر (حداقل) در مدت زمانی غیرقابل مقایسه بیشتر از مدت زمان عناصر منفرد سیگنال ارسالی t0 رخ می دهد. تغییرات ناگهانی سطح شامل مواردی است که در آن تغییر سطح از pH0M به pMAX در زمانی متناسب با زمان بازه واحد 0 رخ می دهد.

تحقیقات نشان داده است که در یک دوره زمانی طولانی، انحرافات سطح از مقدار اسمی هم به سمت بالا و هم به سمت پایین رخ می دهد، در حالی که هر دو جهت تغییر احتمال تقریباً برابری دارند. تغییرات از این نوع را می توان به عنوان تغییرات آهسته در میرایی باقیمانده طبقه بندی کرد. همراه با آنها، تغییرات سریع و نسبتاً کوتاه مدت در میرایی باقی مانده وجود دارد که عمدتاً منجر به کاهش سطح دریافت می شود. دست کم گرفتن قابل توجه سطح سیگنال منجر به اعوجاج سیگنال های دریافتی و در نتیجه به خطا می شود. کاهش سطح سیگنال باعث کاهش ایمنی نویز آن می شود که باعث افزایش تعداد خطاها نیز می شود. و در نهایت، در سیستم‌های سنکرون، کاهش سطح سیگنال منجر به اختلال در هماهنگ‌سازی و صرف زمان معینی برای ورود به حالت همگام‌سازی با بازیابی سطح عادی می‌شود. بنابراین، در سیستم های مدرن PDI دارای دستگاه های خاصی است که گیرنده و سیستم همگام سازی آن را هنگامی که سطح سیگنال به زیر یک مقدار مشخص - P کاهش می یابد مسدود می کند. به همین دلیل، پایین آوردن سطح به مقدار بیشتر یا مساوی P را شکست می گویند. هنگام انتقال داده ها طبق توصیه های EASC، وقفه 17.4 دسی بل P = در نظر گرفته می شود. استراحت ها به کوتاه و طولانی تقسیم می شوند

برای کانال های سوئیچ TC استاندارد زیر وجود دارد: t KR.PER ZOO ms. این زمان از راه حل های مدار اتخاذ شده در تجهیزات سوئیچینگ تلفن انتخاب شده است، که در صورت وقفه بیش از 300 میلی ثانیه، قطع شدن زودتر را تضمین می کند. ارتباط برقرار کرد، یعنی منجر به شکست ارتباط شود. مقدار مشخص شده توسط ITU به عنوان یک معیار شکست برای انتقال از طریق کانال های PM سوئیچ شده توصیه می شود. نسبت توصیه شده وقفه های کوتاه مدت در یک محل پذیرش مجدد نباید از 1.5 * 10-5 برای 90٪ از بازه های زمانی ساعتی تجاوز کند.

تغییرات سطح صاف تا حدی با میزان پایداری میرایی باقیمانده مشخص می شود. طبق توصیه های ITU، میرایی باقیمانده برای یک کانال PM دو سیمه باید 7.0، برای یک کانال چهار سیم - 17.4 دسی بل، و ناپایداری آن در طول زمان در یک بخش دریافت مجدد نباید از 1.75 دسی بل تجاوز کند.

در کانال های ارتباطی، تداخل ضربی منحصر به فرد نیز به دلیل ناپایداری مولدهای فرکانس فرکانس حامل تجهیزات انتقال رخ می دهد. در نتیجه، جداسازی یک نوسان منسجم در طول دریافت FM دشوار می شود یا اعوجاج سیگنال FM رخ می دهد. با توجه به استانداردهای موجود، واگرایی فرکانس های حامل فرعی در بخش دریافت مجدد به 1 هرتز محدود شده است. علاوه بر این، همراه با تغییرات ناگهانی در سطح سیگنال در کانال های ارتباطی، پرش های فاز رخ می دهد، اما مورد دوم هنوز استاندارد نشده است.

25. اصول ساخت SP (سیستم های انتقال) با تقسیم زمانی کانال ها (TDC). مراحل اصلی تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال (نمونه برداری زمانی، کوانتیزاسیون سطح، کدگذاری).

در سیستم‌های انتقال با TRC، سیگنال‌های دیجیتالی استفاده می‌شود که یک یا آن توالی کد پالس هستند، یعنی. سیستمی برای انتقال داده های دیجیتال است. به یاد بیاورید که برای تحول سیگنال آنالوگدر دیجیتال از عملیات DISCRETION، QUANTIZATION، CODING استفاده می شود. گسسته سازی بر اساس قضیه کوتلنیکوف انجام می شود. برای سیگنال‌های PM با پهنای باند 0.3 - 3.4 کیلوهرتز + 0.9 کیلوهرتز (فاصله نگهبان)، یعنی. fv = 4 کیلوهرتز. فرکانس ساعتنمونه برداری ft = 2fв = 8 کیلوهرتز. هر نمونه در 8 بیت ارسال می شود، به این معنی که سیگنال PM را می توان با سرعت فوت × 8 بیت = 8 × 103 × 8 = 64 kbit/s ارسال کرد. این سرعت انتقال یک کانال PM است. خوانش ها به صورت هشت بیتی منتقل می شوند اعداد باینری، با کمی سازی نمونه ها به دست می آید. زیرا کوانتیزاسیون دارای تعداد محدودی از سطوح است و حتی محدودیت هایی در حداکثر و حداقل وجود دارد، واضح است که سیگنال کوانتیزه شده دقیق نیست. تفاوت بین مقدار نمونه واقعی و مقدار کوانتیزه شده آن نویز کوانتیزاسیون است. مقدار نویز کوانتیزاسیون به تعداد سطوح کوانتیزاسیون، سرعت تغییر سیگنال و نحوه انتخاب مرحله کوانتیزاسیون بستگی دارد.

در تقسیم فرکانس(PDK) هر یک از پیام هایی که قرار است ارسال شوند، باند فرکانسی کانال استاندارد PM را اشغال می کند. در فرآیند تشکیل یک سیگنال گروهی، به هر سیگنال کانال یک باند فرکانسی اختصاص داده می شود که با طیف سیگنال های دیگر همپوشانی ندارد. سپس باند فرکانسی کل ن-گروه کانال برابر با . با فرض اینکه مدولاسیون یک باند استفاده می شود و هر سیگنال کانال یک باند فرکانسی را اشغال می کند، برای طیف سیگنال گروه به دست می آوریم.

سیگنال گروه به سیگنال خطی تبدیل می شود s l (t)و از طریق یک خط ارتباطی (مسیر انتقال) منتقل می شود. در سمت دریافت کننده پس از تبدیل سیگنال خطدر گروه، دومی با استفاده از فیلترهای کانال باند گذر F به(شکل 11.1 را ببینید) با پهنای باند و دمدولاتور D بهبه یک پیام کانال تبدیل می شود که برای گیرندگان پیام ارسال می شود.

به ورودی دستگاه گیرنده منکانال -ام به طور همزمان از همه سیگنال می دهد نکانال ها به منظور جداسازی سیگنال ها بدون تداخل متقابل، هر یک از فیلترهای Ф منفقط فرکانس هایی که به یک معین تعلق دارند باید بدون تضعیف عبور کنند من-ام کانال؛ فرکانس سیگنال همه کانال های دیگر فیلتر F منباید سرکوب کند. به دلیل ویژگی های ناقص فیلترهای کانال باند، تداخل گذرای متقابل بین کانال ها رخ می دهد. برای کاهش این تداخل به سطح مجازلازم است فواصل فرکانس محافظ بین کانال ها معرفی شود. در سیستم های چند کاناله مدرن ارتباط تلفنیبه هر کانال باند فرکانسی 4 کیلوهرتز اختصاص داده شده است، اگرچه طیف فرکانسی سیگنال های گفتاری ارسالی به باند 300...3400 هرتز محدود شده است، یعنی عرض طیف سیگنال 3.1 کیلوهرتز است. بنابراین در این مورد = 0.9 کیلوهرتز. این بدان معنی است که در سیستم های چند کاناله با FDM، تقریباً 80 درصد از پهنای باند مسیر انتقال به طور مؤثر استفاده می شود. علاوه بر این، لازم است از درجه بالایی از خطی بودن کل مسیر گروه اطمینان حاصل شود.

در تقسیم زمانی کانال هامسیر گروهی (VRK) با کمک سوئیچ های همزمان فرستنده و گیرنده به طور متناوب برای انتقال سیگنال از هر کانال یک سیستم چند کاناله ارائه می شود. بلوک دیاگرام یک سیستم انتقال چند کاناله با TRC در شکل 11.2 نشان داده شده است.

به عنوان سیگنال کانال در سیستم های دارای TRC، دنباله ای از پالس های مدوله شده که در زمان همپوشانی ندارند (به عنوان مثال، در دامنه) استفاده می شود. ترکیب سیگنال های کانال یک سیگنال گروهی را تشکیل می دهد.

با تقسیم زمانی، تداخل بین کانال ها نیز امکان پذیر است که عمدتاً به دو دلیل است. دلیل اول ناقص بودن پاسخ فرکانسی و پاسخ فاز مسیر انتقال و دلیل دوم ناقص بودن همگام سازی کلیدها در طرف فرستنده و گیرنده است. برای کاهش سطح تداخل متقابل در هنگام ارسال رادیویی دیجیتال، لازم است فواصل زمانی محافظ نیز معرفی شود. این امر مستلزم کاهش مدت زمان پالس هر کانال و در نتیجه گسترش طیف سیگنال‌ها است. بنابراین، در سیستم‌های ارتباطی تلفنی چند کاناله، باند فرکانس‌هایی که به طور موثر استفاده می‌شوند، می‌باشد F B= 3100 هرتز مطابق با قضیه نمونه برداری کوتلنیکف، مقدار حداقل فرکانس نمونه برداری f D = 2f B= 6200 هرتز با این حال، در سیستم های واقعیانتخاب کنید f D= 8 کیلوهرتز (با حاشیه).

از نظر تئوری، TDM و FDM از نظر کارایی استفاده از طیف فرکانس معادل هستند، اما در شرایط واقعی، سیستم های دارای TDM به دلیل مشکلات کاهش سطح تداخل متقابل در هنگام جداسازی، تا حدودی نسبت به سیستم های دارای FDM در این شاخص پایین تر هستند. سیگنال ها با این حال، سیستم های دارای VRK دارای یک مزیت غیرقابل انکار به دلیل این واقعیت است که به دلیل انتقال چند زمانه سیگنال کانال های مختلفآنها حاوی تداخل گذرا با منشاء غیر خطی نیستند. در سیستم های VRK ضریب تاج کمتر است. علاوه بر این، تجهیزات VRK بسیار ساده تر از تجهیزات PRK هستند. گسترده ترین استفاده از VRK در سیستم های دیجیتالانتقالات PCM

یک مورد خاص از تقسیم زمان است جداسازی فاز سیگنال ها، که در آن فقط انتقال دو کاناله قابل ارائه است.

به طور کلی، سیگنال هایی که یک باند فرکانسی مشترک را اشغال می کنند و به طور همزمان ارسال می شوند، در صورتی که شرایط آنها برآورده شود، می توانند جدا شوند: استقلال خطییا شرط متعامد بودن

این الزامات برآورده شده است سیگنال هایی که شکل آنها متفاوت است. سیستم های دیجیتال چند کاناله با جداسازی شکل از توالی های متعامد در قالب توابع والش استفاده می کنند. تعمیم تقسیم بر اساس شکل است سیستم های ارتباطی با آدرس ناهمزمان(AASS). در چنین سیستم هایی ذخایر به راحتی قابل تحقق است پهنای باند، ناشی از مشترکین "کم فعال". بنابراین، به عنوان مثال، می توان یک سیستم ارتباطی 1000 کانالی را سازماندهی کرد که در آن هر 50-100 مشترک از هزار مشترک به طور همزمان ارسال می کنند.

در روش جداسازی ترکیبیسیگنال گروه نمایشی از ترکیب خاصی از پیام های کانال مجزا با استفاده از اعداد مربوط به شماره ترکیبی است. این اعداد را می توان با استفاده از هر نوع سیگنال مدولاسیون گسسته منتقل کرد. به عنوان مثال، برای کدهای باینری (m=2)و تعداد کانال N=2پیام گروه می تواند مقادیر ممکن مربوط به ترکیب های مختلف صفر و یک را دریافت کند: 00، 01، 10، 11. ن-سیستم های کانال به مقادیر مختلفی از پارامتر مدوله شده (فرکانس، فاز) نیاز دارند. در حالت کلی، چندین پارامتر حامل را می توان همزمان مدوله کرد، به عنوان مثال، دامنه و فاز، فرکانس و فاز و غیره. بلوک دیاگرام یک سیستم چند کاناله با جداسازی ترکیبی (کد) (فشرده سازی) در شکل 11.3 نشان داده شده است .

شکل 11.3. بلوک دیاگرام یک سیستم چند کاناله با مهر و موم ترکیبی

اخیراً علاقه زیادی به سیستم ها شده است مدولاسیون دامنه فاز(AFM)، که می تواند توسط یک مدار مدولاسیون مربعی پیاده سازی شود. در سیستم های AFM، در طول بازه انتقال یک سیگنال اولیه، فاز و دامنه آن مقادیری را می گیرد که از تعدادی مقادیر گسسته احتمالی دامنه ها و فازها انتخاب می شوند. هر ترکیبی از مقادیر دامنه و فاز یکی از شکل موج های باند پایه چند موقعیتی را نشان می دهد. سیگنال‌های AFM همچنین می‌توانند با مدولاسیون فاز و دامنه چند سطحی دو نوسان چهارگانه (تغییر فاز) فرکانس حامل تولید شوند.

در سال های اخیر، این نظریه نیز با موفقیت در حال توسعه است ساختارهای سیگنال-کد(SKK)، با هدف افزایش سرعت انتقال و ایمنی نویز تحت محدودیت های قابل توجه در انرژی و باند فرکانس اشغال شده. مسائل مربوط به نظریه SCM در فصل 11 مورد بحث قرار گرفته است.

جداسازی فرکانس سیگنال ها نمودار عملکردی ساده ترین سیستمارتباط چند کاناله با تقسیم فرکانس در شکل نشان داده شده است. 9.2.

اجازه دهید مراحل اصلی تشکیل سیگنال و همچنین تغییرات این سیگنال ها را در طول فرآیند انتقال ردیابی کنیم. ابتدا، مطابق با پیام‌های ارسالی، سیگنال‌های اولیه (منفرد) دارای طیف انرژی G 1 (ω)، G2 (ω)،...، GN (ω) فرکانس‌های حامل فرکانس هر کانال را تعدیل می‌کنند. این عملیات توسط مدولاتورهای M 1، M 2، .....، فرستنده کانال M N انجام می شود. طیف سیگنال کانال g k (ω) به دست آمده در خروجی فیلترهای فرکانس Φ 1، Φ 2، ...، Φ N به ترتیب باندهای فرکانسی Δω 1، Δω 2،...، Δω N را اشغال می کنند (شکل 9.3)، که در حالت کلی ممکن است از نظر عرض با طیف پیام Ω 1، Ω 2،...، Ω N متفاوت باشد. با انواع مدولاسیون باند پهن، به عنوان مثال FM، عرض طیف Δω k ≈2(β + 1)Ω k، با OM Δω k = Ω k، یعنی در حالت کلی Δω k ≥ Ω k برای سادگی، فرض می کنیم که OM استفاده می شود (همانطور که مرسوم است در سیستم های کابلیارتباط تقسیم فرکانس چند کاناله) یعنی.

Δω k = Ω و Δω = NΩ. (9.11)

فرض می کنیم که طیف سیگنال های منفرد محدود هستند. سپس می توانید فرکانس های حامل فرعی ω k را انتخاب کنید تا باندهای Δω 1 ,..., Δω 1 به صورت جفتی روی هم قرار نگیرند. تحت این شرایط، سیگنال های s k (t) (k = 1،...، N) متعامد هستند. سپس طیف g 1 (ω), g 2 (ω),...,g N (ω) جمع می شوند (SU) و مجموع g(ω) آنها به مدولاتور گروه (M) تغذیه می شود. در اینجا، طیف g(ω) با کمک نوسانات فرکانس حامل ω 0 به ناحیه فرکانس اختصاص داده شده برای انتقال یک گروه معین از کانال ها منتقل می شود، یعنی سیگنال گروه s(t) به سیگنال خطی تبدیل می شود. s L (t) در این حالت می توان از هر نوع مدولاسیون استفاده کرد.

در انتهای دریافت، سیگنال خطی به یک دمودولاتور گروهی (گیرنده Π) تغذیه می شود که طیف سیگنال خطی را به طیف سیگنال گروه g(ω) تبدیل می کند. سپس طیف سیگنال گروه با استفاده از فیلترهای فرکانس Φ 1، Φ 2،...، Φ N، دوباره به باندهای جداگانه Δω k مربوط به کانال های جداگانه تقسیم می شود. در نهایت، دمدولاتورهای کانال D طیف سیگنال‌های g k (ω) را به طیف پیام‌های G k (ω) در نظر گرفته شده برای گیرندگان تبدیل می‌کنند.

از توضیحات بالا به راحتی می توان به معنای روش فرکانس جداسازی کانال پی برد. از آنجایی که هر خط ارتباطی واقعی دارای پهنای باند محدودی است، در طول انتقال چند کاناله، به هر کانال مجزا بخش معینی از کل پهنای باند اختصاص داده می شود.

در سمت گیرنده، سیگنال‌های همه کانال‌ها به طور همزمان عمل می‌کنند و در موقعیت طیف‌های فرکانس خود در مقیاس فرکانس متفاوت هستند. به منظور جداسازی چنین سیگنال هایی بدون تداخل متقابل، دستگاه های گیرنده باید دارای فیلترهای فرکانس باشند. هر یک از فیلترهای Φ l باید بدون تضعیف فقط فرکانس هایی ω∈Δω k که به سیگنال یک کانال معین تعلق دارند عبور کند. فرکانس سیگنال های همه کانال های دیگر ω∉Δω k فیلتر باید سرکوب کند.

از نظر ریاضی، جداسازی فرکانس سیگنال ها توسط فیلترهای باند گذر ایده آل را می توان به صورت زیر نشان داد:

که در آن g k (t) پاسخ ضربه ای یک فیلتر باند گذر ایده آل است که باند فرکانسی Δω k را بدون اعوجاج عبور می دهد. بیان (9.12) با (9.6) با تابع وزن η k (t, τ) = g k (t-τ) منطبق است. در حوزه طیفی، تبدیل (9.12) مربوط به ضرب طیف سیگنال گروه در یک تابع انتقال P شکل است (شکل 9.3 را ببینید).

بنابراین، از نقطه نظر امکان جداسازی کامل سیگنال ها از کانال های مختلف، وجود فیلترهای Φ k ضروری است که پهنای باند آنها کاملاً با عرض طیف سیگنال Δω k مطابقت دارد. فیلتر Φ k نباید به اجزای هارمونیک خارج از باند Δω k پاسخ دهد. این بدان معناست که انرژی سیگنال‌های s k به طور کامل در باند محدود Δω k اختصاص داده شده به کانال k متمرکز است. اگر هر دوی این شرایط برآورده می شد، با استفاده از فیلترهای فرکانس می توان سیگنال های کانال های مختلف را بدون تداخل متقابل جدا کرد. با این حال، هیچ یک از این شرایط اساسا امکان پذیر نیست. نتیجه تداخل متقابل بین کانال ها است. آنها هم به دلیل تمرکز ناقص انرژی سیگنال کانال k-امین در یک باند فرکانس مشخص Δω k و هم به دلیل نقص فیلترهای باند گذر واقعی ایجاد می شوند. در شرایط واقعی، به عنوان مثال به دلیل غیر خطی بودن ویژگی های کانال گروه، باید تداخل متقابل با منشاء غیرخطی را نیز در نظر گرفت.

برای کاهش تداخل گذرا به سطح قابل قبول، لازم است فواصل فرکانس محافظ Δω محافظت را معرفی کنیم (شکل 9.4). به عنوان مثال، در سیستم های ارتباطی تلفنی چند کاناله مدرن، به هر کانال تلفن باند فرکانسی 4 کیلوهرتز اختصاص داده می شود، اگرچه طیف فرکانسی ارسالی سیگنال های صوتیمحدود به باند 300 تا 3400 هرتز، یعنی عرض طیف 3.1 کیلوهرتز است. فواصل 0.9 کیلوهرتز بین باندهای فرکانس کانال های مجاور ارائه شده است که برای کاهش سطح تداخل متقابل هنگام فیلتر کردن سیگنال ها طراحی شده است. این بدان معنی است که در سیستم های ارتباطی تقسیم فرکانس چند کاناله، تنها حدود 80 درصد از پهنای باند پیوند ارتباطی به طور موثر استفاده می شود. علاوه بر این، لازم است از درجه بسیار بالایی از خطی بودن کل مسیر سیگنال باند پایه اطمینان حاصل شود.

جداسازی زمانی سیگنال ها اصل تقسیم زمانی سیگنال ها بسیار ساده است و از دیرباز در تلگراف استفاده می شده است. این شامل این واقعیت است که با کمک یک سوئیچ K در هر مسیر گروه به نوبه خود برای انتقال سیگنال از هر کانال یک سیستم چند کاناله * ارائه می شود. هنگام ارسال پیام های پیوسته، از نمونه گیری زمان (مدولاسیون پالس) برای تقسیم زمان استفاده می شود. ابتدا سیگنال (پالس) کانال اول و سپس کانال بعدی و غیره تا آخرین کانال شماره N مخابره می شود و پس از آن کانال اول دوباره روشن می شود و فرآیند به صورت دوره ای تکرار می شود (شکل 9.5).

* (در تجهیزات مدرن، سوئیچ های مکانیکی عملا استفاده نمی شوند. در عوض، سوئیچ های الکترونیکی، به عنوان مثال، در رجیسترهای شیفت ساخته می شوند.)

در انتهای دریافت، یک سوئیچ مشابه K pr نصب شده است که مسیر گروه را به نوبه خود به گیرنده های کانال های مربوطه متصل می کند. گیرنده هر کانال k-ro باید فقط برای مدت زمان انتقال سیگنال k-ro متصل شود و بقیه زمان در حالی که سیگنال ها در کانال های دیگر مخابره می شوند خاموش شود. این بدان معنی است که برای عملکرد عادی یک سیستم تقسیم زمان چند کاناله، عملکرد همزمان و درون فاز کلیدهای طرف گیرنده و فرستنده ضروری است. اغلب، برای این منظور، یکی از کانال ها برای انتقال پالس های همگام سازی ویژه در نظر گرفته شده برای عملکرد هماهنگ با زمان خط K و K خط اشغال می شود.

در شکل شکل 9.6 نمودارهای زمان بندی یک سیستم دو کاناله با AIM را نشان می دهد. حامل پیام در اینجا دنباله ای از پالس ها (با دوره T 0 = 1/2F max) است که از مولد پالس ساعت (GTI) به مدولاتور پالس (PM) می رسد. سیگنال گروه (شکل 9.6، a) به سوئیچ K pr عرضه می شود. دومی نقش فیلترها یا سوئیچ های پارامتری "موقت" را بازی می کند که تابع انتقال آن ها Kk (شکل 9.6،6) به طور همزمان تغییر می کند. دوره T 0) و در فاز با تغییرات انتقال تابع K در هر:

این بدان معنی است که مسیر انتقال در هر بازه زمانی Δt k فقط متصل است پالس k-nآشکارساز ID-k. پیام های دریافت شده در نتیجه تشخیص s k (t) به گیرنده پیام PS-k می رسد.

عملگر π k، کار را توصیف می کند فیلتر کلید، فواصل Δt k زیر را از سیگنال s(t) با دوره T 0 قطع می کند و بقیه سیگنال را دور می زند. به راحتی می توان دریافت که می توان آن را به شکل (9.6) if نمایش داد

در اینجا، مانند قبل، Δt k بازه‌ای را نشان می‌دهد که طی آن سیگنال‌های منبع kام ارسال می‌شوند.

در جدایی زمانی، دخالت متقابل عمدتاً به دو دلیل است. اولین مورد این است که اعوجاج های خطی، ناشی از باند فرکانس محدود و ناقص بودن ویژگی های دامنه فرکانس و فرکانس فاز هر سیستم ارتباطی فیزیکی امکان پذیر، ماهیت پالسی سیگنال ها را نقض می کند. در واقع، اگر هنگام انتقال پالس‌های مدوله‌شده با مدت زمان محدود، طیف را محدود کنیم، پالس‌ها «گسترش می‌شوند» و به جای پالس‌هایی با مدت زمان محدود، فرآیندهایی را دریافت می‌کنیم که در زمان بی‌نهایت گسترش می‌یابند. هنگامی که سیگنال ها به طور موقت از هم جدا می شوند، این منجر به این واقعیت می شود که پالس های یک کانال با پالس های کانال های دیگر همپوشانی دارند (شکل 9.7). به عبارت دیگر، تداخل متقابل یا تداخل بین نمادها بین کانال ها رخ می دهد. علاوه بر این، تداخل متقابل می تواند به دلیل همگام سازی ناقص پالس های ساعت در طرف های فرستنده و گیرنده ایجاد شود.

برای کاهش سطح تداخل متقابل، لازم است فواصل زمانی "محافظت" را معرفی کنیم که با برخی از گسترش طیف سیگنال مطابقت دارد. بنابراین، در سیستم های تلفن چند کاناله، باند فرکانس های ارسال شده به طور موثر F = 3100 هرتز است. مطابق با قضیه کوتلنیکوف، حداقل مقدار f 0 = 2F = 6200 هرتز است. با این حال، در سیستم های واقعی، فرکانس تکرار پالس با مقداری حاشیه انتخاب می شود: f 0 = 8 کیلوهرتز. برای انتقال چنین پالس هایی در حالت تک کانال، باند فرکانسی حداقل 4 کیلوهرتز مورد نیاز است. با جداسازی زمانی کانال ها، سیگنال هر کانال همان باند فرکانسی را اشغال می کند که در شرایط ایده آل با توجه به قضیه کوتلنیکوف از رابطه (بدون در نظر گرفتن کانال همگام سازی) تعیین می شود.

Δt k = T 0 /N = 1/(2F کل)، (9.15)

که در آن F total = NF، که با باند فرکانسی کل سیستم با تقسیم فرکانس منطبق است. اگرچه از نظر تئوری، تقسیم زمان و فرکانس به فرد اجازه می دهد تا کارایی یکسانی را در استفاده از طیف فرکانس به دست آورد، با این وجود، تاکنون، سیستم های تقسیم زمانی در این شاخص نسبت به سیستم های تقسیم فرکانس پایین تر هستند.

در عین حال، سیستم های تقسیم زمانی دارای مزیت غیر قابل انکاری هستند، زیرا به دلیل ارسال چند زمان سیگنال کانال های مختلفهیچ تداخل گذرا با منشا غیر خطی وجود ندارد. علاوه بر این، تجهیزات تقسیم زمانی بسیار ساده تر از تقسیم فرکانس است، جایی که هر کانال جداگانه نیاز به مناسب دارد فیلترهای باند گذر، که اجرای آنها با استفاده از میکروالکترونیک دشوار است. مزیت مهم سیستم های تقسیم زمان، ضریب تاج به طور قابل توجهی پایین تر است. تقسیم زمان به طور گسترده ای در انتقال پیام های مدوله شده با پالس آنالوگ پیوسته و به ویژه در سیستم های PCM دیجیتال استفاده می شود.

همچنین توجه داشته باشید که توان کل P کل سیگنال دریافتی s(t) لازم برای اطمینان از وفاداری معین در حضور تداخل نوسانات، هم با تقسیم فرکانس و هم زمان (و همچنین با سایر سیستم‌های دارای تقسیم خطی که در زیر مورد بحث قرار می‌گیرد) در حالت ایده آل در N برابر بیشتر از توان P برای انتقال تک کانال با همان نوع مدولاسیون P total = NP. درک این موضوع آسان است زیرا وقتی سیگنال‌های مستقل اضافه می‌شوند، قدرت آن‌ها افزایش می‌یابد. در واقع، به دلیل تداخل، وفاداری دریافت در سیستم چند کاناله زمانی که این شرط رعایت شود کمی کمتر از سیستم تک کاناله است. با افزایش قدرت سیگنال در یک سیستم چند کاناله، کاهش تاثیر تداخل گذرا غیرممکن است، زیرا در همان زمان قدرت دومی نیز افزایش می‌یابد و در صورت تداخل با منشاء غیر خطی، حتی افزایش می‌یابد. سریعتر از قدرت سیگنال

جداسازی فاز سیگنال ها اکنون مجموعه ای از سیگنال های سینوسی را در نظر می گیریم:

در اینجا، اطلاعاتی که باید ارسال شود در تغییرات دامنه A k (مدولاسیون دامنه)، فرکانس حامل سیگنال‌های ω 0 یکسان است و سیگنال‌ها در فازهای اولیه φk متفاوت هستند.

در میان مجموعه N سیگنال ها (9.16)، تنها هر دو سیگنال به صورت خطی مستقل هستند. هر n>2 سیگنال به صورت خطی وابسته است. این بدان معنی است که در یک فرکانس حامل ω 0 با مقادیر دلخواه دامنه های A i و A k و فازهای φ i و φ k، فقط انتقال دو کانال * قابل ارائه است.

* (جداسازی سیگنال در مقادیر ثابت دامنه A i و فازهای φ i در § 9.5 بحث شده است.)

در عمل، مقدار φ 2 - φ 1 = π / 2 عمدتا استفاده می شود:

s 1 (t) = A 1 sin ω 0 t; s 2 (t) = A 2 sin (ω 0 t+π/t) = A 2 cos ω 0 t، (9.17)

در این حالت سیگنال های s 1 (t) و s 2 (t) متعامد هستند که اجرای سیستم را تسهیل می کند و عملکرد انرژی آن را بهبود می بخشد.