ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

 

 

Алматы энергетика және байланыс институты

 

 

 

 

  Қ.С.Чежимбаева

Ә. Ж. Жанқозы

 

ЦИФРЛЫҚ БАЙЛАНЫС ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ

 

Оқу құралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2006

УОТ 621.37: 378 (075.8)

ББК 32. 84 я 7

Ч33

Чежимбаева Қ.С.; Жанқозы Ә. Ж.

Цифрлық байланыс технологиялары: Оқу құралы – Алматы: АЭжБИ, 2006.

-93 б.

 

 

 

Оқу құралы «Цифрлық байланыс технологиялары» курсын зерттеу, сигналдардың жіктелуін, хабардың сигналға түрленуін  және қосымша курстық жобамен лабораториялық жұмыс істеу барысында студенттердің қолдануына арналған. Ол үшін көмекші құралда графиктер, құрылымдық және принциптік сұлбалар, сондай-ақ математикалық формулалар келтірілген.

Оқу құралы радиотехника және байланыс факультетінің барлық радиотехника мамандықтарының және барлық оқыту нысандарының студенттеріне арналған.

 

Без.56, биглиограф.-11 атау.

 

 

 

 

ПІКІР ЖАЗУШЫЛАР: Қазақ Ұлттық техникалық университетінің

доценті А.А. Бейсембаев, АЭжБИ доценті К.Х. Туманбаева.

 

 

 

 

 

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігінің 2006ж. қосымша жоспары бойынша басылады.

 

 

 

ISBN 9965-708-48-7

 

 

 

© Алматы энергетика және байланыс институты, 2006.

Мазмұны

 

Кіріспе......................................................................................................................	4
1 «Ақпарат», «дискретті хабар» түсініктерін анықтау. Өлшем бірліктері. Дискретті хабарда (ДХ) болатын ақпараттың саны....................................................................................................................	5
2 Хабардың сигналға түрленуі. Сигналдардың жіктелуі. Изохронды және анизохронды сигналдар түсініктерін анықтау.................................................	7
3 ДХ-дың кодтық қисындастырулармен берілуі. Кодтың негіздемесі. Бірлік элементтің кодтық қисындастыруындағы ақпараттар саны..........................	9
4 Дискретті арна (ДА), мәліметтерді тарату (МТ) арнасы, тракт (ТТ), түйіндесу тізбектері және ДХТ хаттамалары жөніндегі түсініктер..............	13
5 Дискреттік хабарларды таратуға тағайындалған үзіліссіз арналардың негізгі сипаттамалары........................................................................................	16
6 Дискретті хабарлар көзін синхронды дискретті арнамен түйіндестіру.........	19
7 Синхронды арналар.............................................................................................	25
8 ДА-дағы қателіктердің статистикасы. ДА-дағы қателер ағынының    үлгілері. Жадысыз ДА, жадысы бар арналар, дискретті симметриялы арна, Гильберттің үлгісі, Марковтық тізбек, өшіруі бар симметриялық арна. Кеңейтілген дискреттік арна. Сенімділікті көтеру әдістері.................	31
9 Итеративті және каскадты кодалар туралы түсінік..........................................	41
10 СТҚ-ның  синхронды  және  старстопты  жүйелерiндегi      синхронизация....................................................................................................	46
11 Артықтықшылық еңгізілген алғашқы сигналдарды қайта кодалау................	62
11.1 Псевдоүштік әдіс....................................................................................	63
11.2 Жоғарғы тығыздықты биполярлы кодтарды қолданатын әдістер ....	64
11.3 N екілік нөлдерді ауыстыру.................................................................	64
11.4 Қос-селетивті үштік код .......................................................................	67
11.5 Хабар берудің жоғарғы меншікті жылдамдығымен қамтамасыз ету..........................................................................................................	68
11.6 Найквист шарттары................................................................................	70
11.7 Порциалды ( санаулар) әдістері............................................................	75
11.8 Көппозициялы сигналдарды беру.........................................................	77
11.9 Фазалық манипуляция...........................................................................	78
Қысқартылған тізімдер..........................................................................................	91
Әдебиеттер тізімі....................................................................................................	92

 

 

 

 

 

                                               

 

Кіріспе

 

Телеграф байланысының даму тарихы. Дискретті хабар тарату адам өмірінде аса маңызды роль атқарады. ДХТ-сыз әр түрлі еңбек шаруашылығына, сонымен байланыс аймағына қажетті қазіргі автоматталған  басқару жүйелері құрыла алмайды. ДХТ техникасын қолдану қымбат, жоғарыөнімді есептегіш техниканы, есептегіш және мәліметтерді тарату желісі жолымен құруды қамтамасыз етеді. Ортақ қолданылатын телеграф желінің ары қарай дамуы халықтың ақпаратпен алмасу қажеттілігін қамтамасыздандыруға мұршалы, ал абоненттік телеграфты желісімен мәліметтер таратудың дамуы - өндіріс мекемелерінің оперативті байланыстағы талаптарын тез орындайды. Соңғы енгізілген ДХТ техникасы мекемелер жұмысының эффективті жоғарлауына мүмкіндік береді. Қаншама жылдар адамзат ақпаратты аз уақыт ішінде алыс арақашықтыққа тез, минималды қателіктермен тарату проблемасын шеше алмады. Төртінші ғасырдың өзінде Ежелгі Грецияда суда орналасқан телеграф болды. Бірақ та бұл телеграфтың  тарих дәулеті болғанына қарамастан, оның хабар тарату принципі әлі де қолданылады. Синхронизация мен фазалауды шешуде  қазіргі  ДХТ  жүйесінде осы  басқа да әдістер қолданылады. 

 Ескідегі жасалынған  не судағы телеграф, не басқа телеграфтар, хабардың ауа райының нашар кездерінде таралу мәселесін шеше алмады. Бұл мәселені 18-ші ғасырдың соңында пайда болған семафорлы телеграфтың түрлері де шеше алмады. 19 ғасырда электротехниканың бірінші жетістіктері ауа райының барлық түріне жауап беретін электрлік телеграфтар болды.

1832 Академик наук П.Л.Шилинг электромагнитті телеграфтық аппарат практикасына пайдасы тиетін, дүние жүзінде бірінші байқау жүргізді. Электрография облысындағы физик және академия электротехнигі, дүние жүзінде бірінші әріп басатын, электро қабылдағышы бар телеграфты аппарат ойлап тапқан – Б.С.Якоби, П.Л.Шилингтің байқауын толық бекітті. П.Л.Шилинг пен Б.С.Якоби еңбектерінің мәні, олар электрмагниттік телеграфияның, яғни электротехниканың негізін қалады.

Телеграф жүктемесінің өсуі әлемде бір мезетте бірнеше көздерден шыққан хабарды желілер арқылы тарататын жоғарыөнімді  телеграф аппаратын талап етті. Осындай аппараттардың бірі болып кең таралған аппарат, француз инженері Бодо аппараты болды (1845-1905).1866 жылы атланта мұхиты арқылы кабель жүргізілді. Европа мен Америка телеграф арқылы байланыста болды. Осы жылдардан бастап телеграфты желілер мемлекеттер мен континенттерді орай бастады. 1895 жылы (7 майда) А.С. Попов электромагнитті толқындарды қабылдайтын бірінші құрылғыны ойлап тапты.

Міне, қазіргі кезде көлемді ақпарат  тарату үшін стартстопты телеграфты аппарат қолданылады. Сонымен қатар жылжымалы бейне тарату аппараты қолданылады. Бүгін электробайланыстың құжатты түріне жататын, телеграфия, мәліметтерді таратқыш, факсимильді байланыс байланысты басқару сферасында еңбекті эффективті жоғарлаудың ең маңызды катализаторы болып табылады.

1 «Ақпарат», «дискретті хабар» түсініктерін анықтау. Өлшем бірліктері. Дискретті хабарда (ДХ) болатын ақпараттың саны

 

Ақпарат, хабар, сигналдар. «Ақпарат» термині алушыға келіп түсетін әртүрлі мәліметтер деп түсініледі. Ғылым академиясы келесі анықтамаларды ұсынады, яғни ақпарат дегеніміз - бұл тарату, үлестіру, түрлендіру, сақтау немесе тікелей пайдалану объектісі болып табылатын мәліметтер. Бұл дегеніміз, өлшеу нәтижелері жөніндегі мәліметтер, қандай да бар объектіні бақылау және т.с.с болуы мүмкін. Бұдан былай бізді тек тарату объектісі ретіндегі ақпаратпен байланысты сұрақтар ғана қызықтыратын болады.

Хабар ақпаратты ұсыну түрі болып табылады. Бір және сол мәлімет әртүрлі қалыпта ұсынылуы мүмкін. Мысалы, сіздің досыңыздың келген уақыты жөніндегі мәлімет телефон бойынша немесе телеграмма түрінде берілуі мүмкін. Бірінші жағдайда, үзіліссіз түрдегі (үзіліссіз хабар) ұсынылатын ақпарат деп есептеледі. Бұл хабар қандай да бір қоректендіру көзінен өндіріледі деп санасақ, біздің жағдайымызда үзіліссіз хабарлар көзі деп есептелінген. Екінші жағдайда, ақпарат дискретті түрде (дискреттік хабар) ұсынылған. Бұл хабар дискреттік хабарлар көзінен өндіріледі.

Мәліметтерді телеграф бойынша тарату кезінде, аппарат сөз құратын әріптермен және сандармен беріледі. Алайда, уақыттың соңғы кесіндісіндегі таңбалар деп аталушы әріптер немесе цифрлар саны соңғы болып табылады. Бұл дискретті немесе есептік хабардың айрықша ерекшелігі болып табылады. Сонымен қатар, сөйлесу кезінде өлшенген дыбыстық қысымның әртүрлі мүмкін болатын мәндерінің саны, тіпті уақыттың соңғы кесіндісінде де шексіз болады.

Бұдан былай тек дискреттік хабарларды тарату сұрақтарын ғана қарастыратын боламыз. Хабарда құралған ақпарат алушыға дискретті хабарларды тарату арнасы бойынша беріледі.

1.1-сурет. Дискретті хабарларды тарату куре жолы

 

Құрамына қоректендіру көзі (ҚК) және дискреттік хабарларды алушы (ДХА) кіретін тарату трактісінің негізгі сипаттамаларын қарастырайық.

Дискреттік хабарлардың көзі таңбалардың әліппесімен А деп белгіленеді. Осы әліппенің көлемі (таңбалар санын) К делік, ал   таңбаларын беру ықтималдығы p (a_i) – ге тең делік.

Хабарлар сипаттамасының негізгі ақпараттық сипаттамаларының қатарына келесілер кіреді: жекелеген таңбалардағы ақпарат саны, энтропия және хабарлар көзінің өндірушілігі.

Таратылушы таңбадағы ақпараттар саны битпен анықталады. Қандай да бір таңбаның (хабардың) пайда болу ықтималдығы неғұрлым аз болған сайын, оны алу кезіндегі ақпараттар саны да соғұрлым көп алынады. Егер, қоректендіру көзі екі тәуелсіз таңбалардың (а₁ және а₂) біреуін беретін болса, және олардың біріншісі р (а₁) = 1 ықтималдығымен берілетін болса, онда а₁  таңбасында ақпарат тасымалданбаған немесе ол алушыға алдын-ала мәлім болған деп саналады. Ақпараттар санының өлшем бірлігі бит болып табылады. Бір a_i таңбасына келетін ақпараттар санын келесі өрнекпен анықтау ұсынылған болатын

                                 .                                     (1.1)                     

Жадысыз қоректендіру көзінен келіп түсетін бір таңбаға сәйкес келетін ақпараттардың орташа санын Н (А) әліппенің барлық көлемі бойынша алынған орташаландыру амалын қолданып алуға болады және ол келесі өрнекте келтірілген

                                   .                                             (1.2)                                                                         

1.2-өрнекте дискреттік хабарлар көзінің энтропиясы үшін арналған Шеннонның формуласы ретінде танымал болып отыр. Энтропия дегеніміз - бұл ҚК тәртібіндегі анықталмағандықтың шарасы. Егер, қоректендіру көзінен бірлік ықтималдықпен әрқашан да бір және сол хабар берілетін болса, (бұл жағдайда ҚК тәртібінде анықталмағандық мүлдем болмайды), онда энтропия нөлге тең болады.

Егер, қоректендіру көзінің таңбалары тәуелсіз және бірдей ықтималдықпен берілетін болса, онда бұл жағдайда энтропия максималды болады. К=2 және р (а₁) = р (а₂) = 0,5 үшін ҚК энтропиясын анықтайық.

Сондағы алатынымыз келесідей

Сонымен, 1 бит дегеніміз - бұл қоректендіру көзінің әліппесі екі бірдей ықтималдықты таңбалардан құралған жағдайындағы дискреттік хабарлар көзінің бір таңбаны тасымалдауы кезіндегі ақпараттар саны болып табылады.

Егер, алдыңғы мысалда  деп алынған болса, онда

Н(А)<1 бит/таңба болатын еді. Осындай түрде есептесек, онда бит дегеніміз – бұл ҚК әліппелік екі тәуелсіз таңбадан құралған жағдайындағы ҚК-нің бір таңбасын тасымалдауы кезіндегі ақпараттық максималды орташа саны болып табылады.

Бірлік уақыттағы ҚК-імен берілетін орташа ақпараттар санын қоректендіру көзінің өндірушілігі деп атайды және оны келесі формуламен анықтайды

                                                                                               (1.3)                                        

мұндағы, Т – бір таңбаны таратуға бөлінген орташа уақыт, өлшем бірлігі – секунд.

ДХТ арнасы үшін, сәйкесті сипаттама яғни, арна бойынша ақпаратты тарату жылдамдығы (R) енгізіледі. Ол секундына таратылатын биттер санымен анықталады. Берілген шарттар кезінде арна бойынша ақпаратты тарату жылдамдығының максималды мүмкін болатын мәнін арнаның өткізу қабілеттілігі деп атайды және оны Қ әрібімен белгілейді.

2 Хабардың сигналға түрленуі. Сигналдардың жіктелуі. Изохронды және анизохронды сигналдар түсініктерін анықтау

 

Қоректендіру көзінен келіп түсуші хабар оны ДХТ жүйелерінде тасымалдаушы болып табылатын сигналға түрлендіреді. ДХТ жүйесі сигналды кеңістіктің берілген бір нүктесінен келесісіне сипаттамалық көрсеткіштерімен бірге жеткізуді қамтамасыз етеді. Құрамына хабарды түрлендіруші сигнал – хабар кіретін хабарларды тарату жүйесі 2.1- суретте келтірілген.

 

2.1- сурет. Хабарды тарату қағидасы

 

Телеграфтық жүйелерде хабарды сигналға түрлендіруді телеграфтық аппараттың таратушы бөлігі орындайды.

Сигналдардың түрлері. Сигналдардың уақытқа тәуелділігіне байланысты 4 түрі болады:

-     үзіліссіз уақыттың үзіліссіз сигналы;

-     дискретті уақыттың үзіліссіз сигналы;

-     үзіліссіз уақыттың дискретті сигналы;

-     дискретті уақыттың дискретті сигналы.

Үзіліссіз уақыттың үзіліссіз сигналы. Олар қысқаша түрде үзіліссіз (аналогты) сигналдар деп атайды. Олар айнымалы мезеттерде мүмкін болатын мәндердің айнымалы көпмүшелігінен кез-келгенін қабылдап өзгеруі мүмкін. Осындай сигналдарға бәрімізге танымал синусоида да жатады (2.2 - сурет).

2.2 - сурет. Үзіліссіз сигнал

 

Дискретті уақыттың үзіліссіз сигналы. Олар кез-келген айнымалы мәндерді қабылдауы мүмкін, бірақ тек алдын-ала берілген (дискретті) t₁ ,t₂ , t₃,… мезеттерінде, яғни анықталған уақыттырда ғана өзгеруі мүмкін (2.3 - сурет).

 

2.3 – сурет. Дискретті уақыттың үзіліссіз сигналы

Үзіліссіз уақыттың дискретті сигналдарының айырмашылығы, олар айнымалы мезеттерде өзгеруі мүмкін, бірақ олардың шамалары тек рұқсат етілген (дискретті) мәндерді ғана қабылдайды (2.4 - сурет).

 

                        2.4 – сурет. Үзіліссіз уақыттың дискретті сигналы

 

Дискретті уақыттың дискретті сигналдары. Оларды қысқаша түрде дискретті (2.5 - сурет) уақыттық дискретті мезеттерінде тек рұқсат етілген (дискретті) мәндерді ғана қабылдауы мүмкін.

                           

                               2.5 – сурет. Дискретті сигнал

 

Изохронды және анизохронды сигналдар түсініктерін анықтау.

Мәліметтердің изохронды және анизохронды сигналдары болады. Изохронды сигнал үшін уақыттық аралықтың кез-келген мәндік аралығы бірлік аралыққа немесе оның бүтін санына тең.

t_0min  мәнінен аз емес кез-келген ұзақтылықта болуы мүмкін элементтері бар сигналдарды анизохронды сигналдар деп атайды. Анизохронды сигналдардың келесі ерекшелігі, олар бір-бірлерінен уақыт бойынша айнымалы аралықтарда едәуір қалып отырады.

 

 

 

 

 

 

 

3 ДХ-дың кодтық қисындастырулармен берілуі. Кодтың негіздемесі. Бірлік элементтің кодтық қисындастыруындағы ақпараттар саны

 

Дискреттік хабарды сигналға қалыптастырушы сигналдар ақпараттық параметрі бойынша дискретті болып табылады, яғни дискретті уақыт функциясымен және мүмкін болатын мәндердің соңғы көпмүшелігімен сипатталады. Дискреттік хабар түсінігі, мәліметтердің хабары немесе телеграфтық хабар түсініктеріне қарағанда,  анағұрлым жалпылама айтылған түсінік болып табылады. Соған сәйкес ДХТ жүйесінің түсінігі де жалпы түрдегі түсінік болып саналады.

ҚК өндірілетін таңбалар кодтық қисындастырулар түрінде келіп түседі және олар бірлік элементтерден тұрады. Кодтық қисындастыру таратылушы таңбасын кескіндейді және ондағы кодтың ұзындығы n-ге тең болады, олар бірлік элементтер санымен және кодтың негіздемесімен сипатталады. Кодтың негіздемесі сигналдың ҚК-інен келіп түсетін, бір-бірлерінен айырмашылықтары болатын мәндік позицияларының мүмкін болатыны санымен сипатталады.

ДХТ техникасында негіздемесі 2 болатын кодтар ең көп қолданыс тапқан. Мұндай кодтар екілік немесе бинарлық деп аталады. Жүзеге асырудағы қарапайымдылығы, екілік қисындағы элементтерінің сенімділігі, сыртқы бөгеуілдерге әсерінің сезімталдығының төменгі дәрежеде болуы және т.б. екілік кодтың кең қолданыста болуының негізгі себебі болып табылады. Сондықтан да, бұдан былайғы барлық жағдайларда  (егер бұл қатал түрде келісілмеген болса) екілік кодтар қарастырылатын болады. № 2 Халықаралық телеграфтық код (ХТК-2) екілік кодтың мысалы болып табылады, ондағы әрбір таратылған таңбаға бесэлементтік кодттық қисындастыру сәйкес келеді.

Бесэлементтік қисындастыруды пайдаланып, тек 32 таңбаны ғана таратуды ұйымдастыруға болады. Орыс әліппесі 32 әріптен тұратынын еске түсірейік, одан өзге цифрлар да болуы мүмкін және мүмкіндігінше, латынның әріптерін, белгілерін және т.с.с. таратуды қамтамасыз еткен жөн болады. Сондықтан да, ХТК-2 кодында бір және сол бесэлементтік кодттық қисындастыру  регистрмен анықталатын тарату режимінің тәуелділігінде 3 ретке дейін қолданылуы мүмкін. ХТК-2 регистрінде 3 регистр болады: орыс, латын және цифрлық. Нақты белгілерді таратпастан бұрын, таратушы қабылдаушыға арнайы қызметтік белгінің көмегімен келесі тарату жүргізілетін регистрге хабарлайды. Сонда, регистрге тәуелділігіне байланысты, ҚК-інен келіп түскен әрбір бесэлементтік кодттық қисындастыру үш мәннің тек біреуін ғана қабылдауы мүмкін. Сонымен, 11101 кодттық қисындастыруы орыс регистрінде Я әрібін, цифрлықта – 1, ал латын әліппесінде болса – Q әрібін білдіруі мүмкін. Осындай жүйе кодттық қисындастырудағы элементтердің дәл сол саны кезіндегі таратылушы таңбалардың көлемін анағұрлым кеңейтуге мүмкіндік береді (қарастырылған мысалда үш регистрді де пайдалану есебінен әртүрлі таратылушы таңбалар саны шамамен 3 есеге дейін өсуі әбден мүмкін болады).

ХТК-2 кодымен қарастырылған таңбалар жиынтығы телеграмманы жазу үшін, ал кейбір жағдайларда мәліметтерді тарату үшін де жеткілікті болып табылады. Ережеге сай, мәліметтерді тарату үшін, таңбаларды көптеп пайдалану қажет етіледі. Осыған байланысты, МККТТ ұсынған жетіэлементті ХТК-5 коды жасалып шығарылған болатын. Ол мәліметтерді таратудың стандартты коды (МТСН) аталымына ие болды. Бұл код екі регистрден тұрады.

ХТК-2 және ХТК-5 кодтары ДХТ техникасында бастапқы немесе біріншілік коды болып табылады.

ҚК-інен келіп түсетін хабардың құрамында өзінің артық асырушылығы болады. Соңғысы болса, хабарды құраушы таңбаларының статистикалық байланысты болулары мүмкін екендігімен шарттастырылуы әбден мүмкін. Бұл болса, өз кезегінде хабардың қандай да бір бөлігін таратпауға және сонымен бірге, оны қабылдау жағында статистикалық байланыс бойынша, қайтадан қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Айта кететін жайт, телеграмманы тарату кезінде, жалғау немесе жұрнақ және т.б. белгілер де келіп түспеулері де ғажап емес, дегенмен де олар телеграмманы оқу кезінде, фразалар мен сөздерді құрастыру арқылы, танымал ережелер негізінде қайтадан оңай өз қалыптарына келтіріледі. Әрине, қабылданушы телеграмманың артық асырушылығы, бұрмаланған сөздер бөлігін  (оны дұрыс оқуға) оңай түзетуге мүмкіндік береді. Алайда, артық асырушылық келесі жағдайға әкеліп соқтырады: яғни, берілген уақыт аралығы ішінде хабарлар аз көлемде таратылатын болады және соның кесірінен, ДХТ арнасының жұмыс істеу тиімділігі анағұрлым төмендейтін болады. ДХТ жүйесінде таратудағы артық асырушылықты болдырмауды қоректеу көзінің кодері іске асырады, ал қабылданған сигналдың қайта қалпына келтірілуімен қоректеу көзінің декодері айналысатын болады. Қоректеу көзінің кодері мен декодерін көбінесе, ҚК және ХА құрамдарына кіргізіп жатады.

Таратудың сенімділігін жоғарлату мақсатында, артықшылықтық кодтау пайдаланылады, ол болса қабылдау жағында қателерді тауып алуға және оларды түзетуге мүмкіндік береді. Арнаның кодерімен жүргізілетін кодтау процесі кезінде, бастапқы кодттық қисындастыру түрленеді және оның құрамына артықшылық енгізіледі. Қабылдау жағында болса, арнаның декодері кері түрлендіруді (кодтауға кері функция) орындайды, соның нәтижесінде бастапқы кодттық қисындастыруды алатын боламыз. Арнаның кодері мен декодерін көп жағдайда қателерден қорғау құрылғысы (ҚҚҚ) деп те атайды.

Арнаның кодері мен декодерін байланыстың үзіліссіз арнасымен (бұл ортада үзіліссіз сигналдар таратылады) үйлестіру немесе қосу мақсатында, сигналдарды түрлендіру құрылғысы (СТҚ) пайдаланылады, сонымен бірге бұл құрылғы тарату және қабылдау жағында да қосылатын болады. Жекелеген жағдайда, бұл дегеніміз – модулятор және демодулятор. Байланыс арнасымен бірігіп, СТҚ дискреттік арнаны құрайды, яғни бұл арна тек дискреттік сигналдарды мәліметтердің цифрлық сигналдары (мәліметтердің цифрлық сигналдары) тарату үшін ғана тағайындалған.

Дискретті арна арнаның кодерімен және декодерімен жиынтығын кеңейтілген КДА деп аталады. Егер, дискреттік арнаға қатысты «0» және «1»мәндерін қабылдайтын бірлік элементтерді тарату қарастырылатын болса, онда дискреттік арнада жұмыс істейтін «қоректеу көзінің» әліппесін 2-ге тең деп алуымызға болады, демек КДА-сына қатысты n элементтерден тұратын ұзындығы бар, кодттық қисындастыруды тарату қарастырылады және ол кезде, мүмкін болатын қисындастыруларының саны 2ⁿ-ге тең екілік кодты пайдаланылумен жүргізіледі. Осының әсерінен, КДА-сында жұмыс істейтін қоректеу көзінің әліппесін 2ⁿ-ге тең деп есептеуге болады, осыдан барып «кеңейтілген» деген аталым шығады. Мәліметтерді тарату техникасында КДА-сын мәліметтерді тарату арнасы деп те атайды.

Дискретті арна ақпаратты тарату жылдамдығымен сипатталады және оның өлшем бірлігі бит/с болады. Дискретті арнаның келесі сипаттамасы болып, телеграфтау жылдамдығы табылады және ол Бодпен өлшенеді. Бұл шама секундына таратылатын бірлік элементтер санымен анықталады. МТ техникасында телеграфтау жылдамдығы терминінің орнына модуляциялау жылдамдығы термині қолданылады.

Әсерлік жылдамдықты анықтау кезінде, МТ арнасының кірісіне келіп түсуші қисындастырулардың барлығы дерлік, алушыға берілмейтінін ескерген жөн. Қисындастырулардың қандай да бір бөлігінің жарамсыз болуы да мүмкін. Бұдан өзге, арнаға таратылушы элементтердің барлығы да ақпараттан тұрмайтынын ескеру қажет.

Таратылушы таңбадағы ақпараттар саны битпен анықталады. Қандай да бір таңбаның (хабардың) пайда болу ықтималдығы неғұрлым аз болған сайын, оны алу кезіндегі ақпараттар саны да соғұрлым көп алынады. Егер, қоректендіру көзі екі тәуелсіз таңбалардың (а₁ және а₂) біреуін беретін болса, және олардың біріншісі р (а₁) = 1 ықтималдығымен берілетін болса, онда а₁  таңбасында ақпарат тасымалданбаған немесе ол алушыға алдын-ала мәлім болған деп саналады. Ақпараттар санының өлшем бірлігі бит болып табылады.

МТ арнасының сипаттамасы үшін келесі параметрлер пайдаланылады – кодттық қисындастырулар бойынша қателер коэффициенті және ақпаратты таратудың әсерлік жылдамдығы. Кодтық қисындастырулар бойынша қателер коэффициенті таратылу адалдығын сипаттайды және берілген уақыт аралығындағы, қате қабылданған элементтер санының таратылғандардың жалпы санына қатынасын анықтайды.

Келесі түсініктерді анықтау: мәндік позиция, мәндік мезет, мәндік аралық, бірлік элемент.

Ережеге сай, түрлендіргіштің шығысында дискреттік хабарды сигналға қалыптастырушы сигналдар ақпараттық параметрі бойынша дискретті болып табылады, яғни дискретті уақыт функциясымен және мүмкін болатын мәндердің соңғы көпмүшелігімен сипатталады. Мәліметтерді таратудың техникасында мұндай сигналдарды мәліметтердің цифрлық сигналдары (МЦС) деп атайды. Өзгерісі хабардың өзгеруін кескіндеп беретін мәліметтер сигналының параметрін ұсынушы (ақпараттық) деп аталады.

3.1 - суретте МЦС кескінделген, амплитуда оның ұсынушы параметрі болып табылады, ал ұсынушы параметрдің мүмкін болатын мәндерінің көпмүшелігі екіге тең (U = U₁   және U = 0).

3.1 – сурет. Мәліметтердің цифрлық сигналы

 

Өзінің ұсынушы параметрінің біреуінің қалған бөліктерден айырмашылығы болатын мәліметтердің цифрлық сигналының бөлігін МЦС элементі деп атайды.

Сигналдың ұсынушы параметрінің күйінің бекітілген мәнін мәндік позиция деп атайды. Сигналдың мәндік позициясының ауысуы болатын мезетті МЦС мәндік мезет (ММ) деп атайды. Сигналдың екі көршілес мәндік мезеттері арасындағы уақыт аралығын мәндік аралық (МА) деп атайды.

Сигналдың мәндік уақыттық аралықтарына тең болып келетін минималды t₀ уақыт аралығын бірлік деп атайды. Бірлік уақыт аралығына тең ұзындығы бар сигналдың элементін бірлік элемент (б.э.) деп атайды.

Бірлік элемент термині мәліметтерді тарату техникасында негізгілердің бірі болып табылады. Телеграфияда оған элементарлық немесе қарапайым жолдама термині сәйкес келеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ДХТ жүйесінің құрылымдық сұлбасы. Дискретті арна (ДА), мәліметтерді тарату (МТ) арнасы, тракт (ТТ), түйіндесу тізбектері және ДХТ хаттамалары жөніндегі түсініктер

 

ДХТ жүйесінің құрылымдық сұлбасы. Дискреттік хабар түсінігі, мәліметтердің хабары немесе телеграфтық хабар түсініктеріне қарағанда,  анағұрлым жалпылама айтылған түсінік болып табылады. Соған сәйкес ДХТ жүйесінің түсінігі де жалпы түрдегі түсінік болып саналады. ДХТ жүйесінің құрылымдық сұлбасы 4.1– суретте кескінделген. Хабар көзі мен оны алушы хабарды сигналға түрлендірушімен бірге ДХТ жүйесінің құрамына кірмейді.

ҚК өндірілетін  таңбалары кодтық қисындастырулар түрінде келіп түседі және олар бірлік элементтерден (жолдамалардан) тұрады. Кодтық қисындастыру таратылушы а_i таңбасын кескіндейтін кодтық қисындастыруды құрайтын (кодтың ұзындығы n-ге тең болатын) бірлік элементтер санымен және кодтың m негіздемесімен сипатталады. Кодтың негіздемесі сигналдың ҚК-інен келіп түсетін, бір-бірлерінен айырмашылықтары болатын мәндік позицияларының мүмкін болатын санымен сипатталады.

 

4.1- сурет. ДХТ жүйесінің құрылымдық сұлбасы

 

Дискреттік арналардың синхронды және асинхронды түрлері болады. Синхронды дискреттік арналарда - әрбір бірлік элемент қатаң анықталған уақыт мезеттерінде енгізіледі. Бұл арналар тек изохрондық сигналдарды тарату үшін ғана тағайындалған. Асинхронды арна бойынша кез-келген сигналдарды – изохронды және анизохронды таратуға болады. Сондықтан, мұндай арналар мөлдір немесе кодты тәуелсіз деген аталымға ие болды.

Әсерлік жылдамдықты анықтау кезінде, МТ арнасының кірісіне келіп түсуші қисындастырулардың барлығы дерлік, алушыға берілмейтінін ескерген жөн. Қисындастырулардың қандай да бір бөлігінің жарамсыз болуы да мүмкін. Бұдан өзге, арнаға таратылушы элементтердің барлығы да ақпараттан тұрмайтынын ескеру қажет.

Бірлік элементтердің таратылуының адалдығы дискретті арнаның келесі сипаттамасы болып табылады. Бұл сипаттама элементтер жөніндегі қателер коэффициентімен анықталады

 

                                   k_қат = n_қат / N_тар ,                                                          (4.1)     

 

яғни, жоғарғы өрнектен қате қабылданған элементтер санының таратылғандардың жалпы санына қатынасын көріп отырмыз.

Түйіндесу тізбектері жөніндегі түсінік. ДХТ жүйесінің негізгі қызметтік бөліктеріне келесілер жатады, олар: байланыс арнасы, СТҚ және ҚҚҚ (4.1 - сурет).

Хабарлар көзі және оны алушы жүйенің соңғы нүктесі болып табылады, және сондықтан ДХТ техникасында жалпылама түрде – мәліметтердің соңғы құрылғысы (МСҚ) деп аталынады. МСҚ негізінде, мәліметтерді енгізудің (шығарудың) әртүрлі соңғы құрылғылары және ЭЕМ пайдаланылуы мүмкін. Мәліметтерді енгізудің (шығарудың) әртүрлі жекелеген құрылғылары ретінде, әртүрлі тасымалдаушыларға (перфотаспаға, магниттік таспаға, магниттік дискілерге және т.б.) жазу (есептеу) құрылғылары қызмет ете алады. Қазіргі уақытта мәліметтерді ЭЕМ енгізу (шығару) арналармен арнайы келісу құрылғысы – мәліметтерді таратудың мультиплексоры (МТМ) арқылы жүргізіледі. Мультипллексор бірнеше тұтынушылардан келіп түсуші ақпараттың төменгіжылдамдықты ағындарын бір жоғарғыжылдамдықты ағынына біріктіруге мүмкіндік береді. Уақытпен бөлу режиміндегі ЭЕМ-сына сүйенсек, ол біруақытта жойылған абоненттердің қажетті санына қызмет ете алады. Ақпараттар ағындарын концентрациялаудан өзге,  МТМ келесі функцияларды орындайды:

-                   ЭЕМ-сымен байланысты орнатады және ЭЕМ-сының жұмысқа дайындығы жөніндегі сәйкесті сигналды береді;

-                   абоненттермен байланысты орнатады және абоненттің жұмысқа дайындығы жөніндегі сәйкесті сигналды береді;

-                   абоненттерге қызмет етудің таңдалынған реттілігін ұйымдастырады;

-                   абоненттің жұмысының ерекшеліктерінен (қажетті уақыттық аралықтарды ұстап қалу, парольді табу және т.с.с.) шығатын қосымша дайындық амалдарын жүргізеді;

-                   таратылушы ақпараттың жекелеген өңдемесін жүргізеді;

-                   абонентке қатысты хабарды қалыптастырады;

-                   абоненттің құрылғысын ЭЕМ-сынан ажыратып тастайды және т.с.с.

Жоғарыдағы келтірілген МТМ-ының толық емес тізбегінен көріп отырғанымыз, ЭЕМ-сын толық немесе жекелеп жүктемелеп отырады. Сондықтан да, кеңейтілген қызметтік мүмкіншіліктері бар МТМ-ды, көбінесе, байланыстырушы процессор деп атайды. Осындай түрде, МТМ (концентратор, байланыстырушы процессор) байланыс желісі (ДХТ жүйесімен) мен ЭЕМ арасындағы өзара әсерлесуді жүргізеді. 

4.2 – суретте құрылғылардың әртүрлі құрамдарынан тұратын ДХТ жүйесінің бөлікшелерін ұсынады. ДХТ жүйесінің жекелеген құрылғыларын өзара қосудың сипаттамалық орны болады: байланыс арналары және СТҚ; СТҚ және МСҚ немесе СТҚ және ҚҚҚ; ҚҚҚ және МСҚ немесе ҚҚҚ және МТМ; МТМ және ЭЕМ. Осындай қосылыс орындары мәліметтердің сигналын тарату құрылғысының түйіндесуі немесе жай ғана түйіндесу деп аталады. Қосылушы құрылғылардың сипаттамасынан тәуелді түйіндесулер келесі аталымдарға ие болды: арналық (С1), түрлендіруші (С2), қорғамалы (С3), мультиплексорлық (С4). Түйіндесулерге талаптар МККТТ (V.24, V.28, V.31, X.20, X.21) және мемлекеттік және біздің еліміздің салалық стандарттарымен (МемСТ 18145-72, МемСТ 18146-72, МемСТ 23578-79) ұсынылады.

 

 

4.2 – сурет.Түйіндесу тізбектері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Дискреттік хабарларды таратуға тағайындалған үзіліссіз арналардың негізгі сипаттамалары

 

Үзіліссіз арна.

 Электрбайланыс арнасы – қоректеу көзінен алушыға дейінгі хабарды тарату кезіндегі, абоненттік құрылғыларды қосуды қамтамасыз ететін сигналдардың таратылу орталары мен техникалық құралдардың жиынтығы.

ДХТ желілері басқа да екінші ретті желілер сияқты БАБЖ бірінші ретті желінің арналарының базасында ұйымдастырылады. Дискретті арналарды тарату үшін, жиілікпен және уақытпен бөлуі бар тарату жүйелерінде құралатын байланыс арналары, сонымен бірге байланыстың сымдық линияларының физикалық тізбектері (әуелік, кабельдік, талшықты – оптикалық және т.б) пайдаланылады. Кіріске үзіліссіз арналар келіп түссе, шығысынан да сондай үзіліссіз сигнал алынатын болса, онда мұндай арналар үзіліссіз деп аталады. Олар әрқашан да дискретті арна құрамына кіреді. Өткізу жолағы 0,3 … 3,4 кГц болатын байланыстың стандартты телефондық арналары (тональдік жиілікті арналар), өткізу жолағы 60 … 108 кГц болатын стандартты кеңжолақты арналар, физикалық тізбектер және т.б. үзіліссіз арналар болып табылады.

Үзіліссіз арнаның шығысында әрқашан да гаусстық бөгеуілдер болады. Осындай бөгеуілдерге жекелеп алып қарасақ, жылулық шу жатады. Бұл бөгеуілдер жойылмайтын бөгеуілдер. Импульстік g (t, t) сипаттамасы және аддитивті гаусстық x (t) бөгеуілдер көзі бар үзіліссіз арнаның үлгісі 5.1 – суретте келтірілген.

 

5.1 – сурет. Аддитивті шуы бар сызықты үзіліссіз арнаның үлгісі

 

Үзіліссіз арнаның толық үлгісі басқа да аддитивті бөгеуілдерді, сигналдың сызықты емес бөгеуілдерін, сонымен бірге мультипликативті бөгеуілдерді де ескеруі қажет. Үзіліссіз арнаның мұндай үлгісі 5.2 – суретте келтірілген. Мұндағы, c (*) – арнадағы сигналдың сызықты емес түрлендіруін үлгілеуші инерциялы емес сызықсыз төртұштының амплитудалық сипаттамасы; m (t) – бұл дегеніміз  s* (t) = m (t) s (t) түрінде болатын s (t) сигналының композициялау заңы, мультипликативті бөгеуіл; x₁ (t) – аддитивті гаусстық шулар, x₂ (t) – аддитивті импульстік бөгеуілдер; x₃ (t) – спектр бойынша реттелген аддитивті бөгеуілдер.

Спектр бойынша реттелген немесе гармоникалық бөгеуілдер. Бұл бөгеуілдер таржолақты өзгерген сигналды береді. Кабельдің тізбектері арасындағы өтпелі өшуліктің төмендеуі, радиостанциялардың әсерлері осындай бөгеуілдердің туындауларына негізгі себепкер болады.

Импульсты бөгеуілдер дегеніміз, уақыт бойынша реттелген бөгеуілдер. Олар кездейсоқ амплитудалары бар ипульстердің кездейсоқ тізбектілігін береді және ол амплитудалар уақыттың кездейсоқ аралықтары арқылы бірінің артынан бірі кезектесіп, беріліп отырады. Сонымен бірге, олармен шақырылған өтпелі процестер уақыт бойынша жабылмайды. Бұл бөгеуілдердің болу себептері: коммутациялық шулар, жоғары вольтты линияларды нысандау кезінде, күн күркіреуінен болатын разрядтар және т.с.с. таржолақты арнадағы импульстік бөгеуілдерді қалпына келтіру олармен берілетін талдаудың қадамдарының жоғарылауын уақытпен шектеу жолымен жүргізіледі.

 Флуктуациялық бөгеуілдер кең спектрімен және максималды энропиясымен сипатталады және сондықтан да онымен күресу бәрінен де қиын болады. Алайда, байланыстың сымдық арналарындағы флуктуациялық бөгеуілдердің деңгейі жеткілікті түрде аз болады және олар ақпаратты таратудың аз меншікті жылдамдығы кезінде, тәжірбиелік тұрғыдан алып қарасақ, қателер коэффициентіне әсері жоқ.

Мультипликативті бөгеуілдер  байланыс арнасының параметрлерінің кездейсоқ өзгеруімен шарттастырылған. Жекелеп алып қарасақ, бұл бөгеуілдер демодулятордың шығысындағы сигнал деңгейінің өзгеуінен көрінеді. Деңгейдің баяу және  секіріс түріндегі өзгерістері болады. Баяу өзгерістер t₀ уақытынан анағұрлым көп уақытты жүргізіледі, ал секіріс түріндегі өзгерістер - t₀ –ден аз уақыт ішінде жүреді. Байланыс линиясының өшулігінің тербелісі деңгейдің баяу өзгерістерінің себебі болып табылуы мүмкін, олардың туындауына келесілер де себеп бола алады: ауа райының өзгерісі, радиоарналардағы өзгерістер, аппаратурадағы нашар  түйіспелер, байланыс аппаратурасын пайдаланудағы жетіспеушіліктер, өлшеулер технологиялары және т.с.с. деңгейдің секіріс түріндегі өзгерістерінің себептері болып табылады.

 

 

5.2 – сурет. Бұрмаланулар, шулар және бөгеуілдердің әртүрлі түрлері бар үзіліссіз арнаның үлгісі

 

17,4 дБ – ге тең номиналды мәннен анағұрлым жоғарғы деңгейдің төмендеуі үзіліссіз деп аталады. Үзіліс кезінде бұл деңгей қабылдағыштың сезімталдығының қадамынан төменгі мәнге төмендейді және сигналдарды қабылдау іс жүзінде тоқтатылады. Ұзақтылығы 300 мс-тен аз болатын үзілістерді қысқа уақытты, ал 300 мс-тен көп болса ұзақтылықты деп аталады.

Импульстік бөгеуілдер мен үзілістер, байланыстың сымдық арналары бойынша дискреттік хабарларды тарату кезіндегі қателердің пайда болуының негізгі себептері болып табылады.

Үзіліссіз арнаның шығысындағы сигналдың формасының бұрмалануына, оның жиілік бойынша спектральдық құраушыларының ығысуы df, тасымалдаушы тербелістің фазалық секірістері мен фазалық дірілдеуі Dj (t) әкеліп соқтырады. Жиіліктік ығысу, фазалық секірістер мен фазалық дірілдеулердің нәтижесінде сигналдың паразиттік бұрыштық модуляциясы пайда болады.

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Дискретті хабарлар көзін синхронды дискретті арнамен түйіндестіру

 

 

Жалпы жағдайлар. Соңғы жылдары арнаны уақытпен бөлу арқылы жұмыс істейтін ДХТ жүйелері кең қолданылуда. Мұнда топтық арна синхронды болып табылады және осыдан дискретті хабарлар көзін синхронды арнамен үйлестіру мәселесі пайда болды. Үйлестіру мәселесін қабылдағыш және бергіштің келістіруші құрылғысы  және  (6.1-сурет) атқарады. Келістіруші құрылғыларды синхронды арнаға қосу нәтижесінде алынған арнаны ДХТ арнасы деп атаймыз.

Дискретті хабарлары көзінен шыққан сигнал изохронды немесе анизохроны болуы мүмкін.

Изохронды дискретті сигналдың анизохронды сигналдан айырмашылығы, қабылдағышта алдын-ала олардың құрылымы және бірлік элементерді беру моменттері белгілі. Сигнал көзінен келетін изохронды сигналдар  еселенген ұзақтыққа ие және телеграфтау жылдамдығымен   сипатталады. Анизохронды сигналдар кез-келген ұзақтықты болуы мүмкін, бірақ - нан кіші болмауы керек. Сигнал көзін телеграфтаудың максималды жылдамдығы - синхронды арнадағы модуляция жылдамдығы. Дискретті синхронды арналы дискретті хабар көзінің негізгі сипаттамалары болып: синхронды арнаны қолдану коэффициенті h, бұл   қатынасымен анықталады және аппартураны іске асыру қиындығы табылады.

 

Анизохронды құрылымды дискретті сигналдарды синхронды арнамен түйіндестіру.

Беру жағындағы келістіруші құрылғы бастапқы анизохронды сигналдың изохронды сигналға түрленуін қамтамасыз етеді, ал қабылдауда кері түрлену іске асады. Осылай ДХТ-дың асинхронды құрылымды арнасы пайда болады. Анизохронды құрылымды сигналды синхронды дискретті арнамен беру мүмкін болуы үшін, синхронды арнаны пайдалану коэффициентін азайтамыз немесе көпарналы жүйелерде – бастапқы синхронды арналар  мәнімен салыстырғанда дискретті асинхронды арналар санын азайтамыз.

ДХТ техникасында анизохронды құрылымды хабарды синхронды арнамен келістірудің екі тәсілі қолданыс тапты: беттестіру тәсілі және растаумен жылжитын индекс (метод скользящего индекса с подтверждением) тәсілі.

Беттестіру тәсілі – анизохронды құрылымды хабарды синхронды арнамен келістіру тәсілдерінің бірі. Келістірудің бұл тәсілінде берілетін сигналмен  модуляцияланатын импульсты тасушы қолданылады, яғни амплитудалы – импульсті модуляция іске асады. Әрбір бума (6.2,б -сурет) импульсті тасушыға (6.2,а -сурет)  беттескендей болады. Нәтежесінде арнаға тасушы импульстер қорабы келіп түседі (6.2, в - сурет), егер оған ток бумасы  (посылка) беттестірілсе немесе  тасушы ипульстер арнасы өтпесе, онда модулятор ретінде сигнал көзінен келіп түсетін, анизохронды сигналдармен басқарылатын кілтті қолдануға болады.

Қабылдау жағында тасушы импульстердің әрбір қорабы ұзақтыққа сәйкес ток элементеріне (посылка) түрленеді (6.2, г - сурет). Қабылдау жағында элементтерді қабылдауда шеткі бұрмаланулар пайда болады, бұл хабар көзі мен қабылдаудағы тасушы импульстер генераторының синхрондалмағанымен байланысты. Бұл бұрмаланулар тасушы импульстердің еруші жиілігі (Частота следования) үлкен болған сайын, яғни  уақыт интервалында тасушы импульстер көп орналасқанына байланысты аз болады.

Тасушы импульстердің еру жиілігінің бір мәнінде, бұрмалану мәні телеграфтау жылдамдығына  тәуелді болады. Бұрмалану мәнінің  % мына өрнекпен анықталады

                            .                                                 (6.1)

                                                                                           

Мұнда - импульсті тізбегінің беру жылдамдығын  анықтайтын, екі қатар тұрған тасушы импульстар арасындағы уақыт интервалы, осыдан , мұнда  -импульсті тізбек жиілігі.

 

а-тактілік тізбектілік; б-беруші сигнал; в-арнадағы тактілік тізбектілік; г-берілген сигнал қабылдағышындағы өндірістілік

 

6.1-сурет. Беттестіру тәсілі

 Мысал.

Синхронды арнадағы импульсті тізбектің модуляция жылдамдығы

Бод немесе 5000 импульс болсын, ал рұқсат етілген бұрмалану . Табу керек: асинхронды арнадағы телеграфтаудың максималды мүмкін болатын жылдамдығын және (6.2) формуласынан арнаны пайдалану коэффициентін.

 

                                        .                                                  (6.2)                                        

 

 Синхронды арнаны пайдалану коэффициенті: h=0,01

Көп арналы жүйелерде циклды синхронизация  (фазирование) қажет. Әдетте циклды синхронизация жүргізілетін арнайы сигналдарды беруге арнайы арна бөлінеді.Синхронды арнадағы телеграфтау жылдамдығы

 

                                                                                       (6.3)                                 

 

Беру жылдамдығы 200 бод және бұрмалануы 4% , 12 телеграфты арна құру кезінде синхронды арнада беру жылдамдығы  бод құрау керек. Телеграфтаудың мұндай жылдамдығы ТВУ-12 аппаратурасында қолданылады. Беттестіру тәсілімен келістіруде сигналдық ток элементіне  тасушы  импульс сәйкес келеді, мұндағы -жолдама ұзақтығы. Осыдан, бірінші импульс ток элементін беру туралы ақпарат тасиды деп, ал қалған (n-1) импульстерді құрау импульстері деп атауға болады. Оларды беру  қажеттілігі, шеткі бұрмалануы берілген мәннен аспайтын анизахронды сигналды беру қажеттілігінен туындайды. Беттестіру тәсілінде синхронды арнаны пайдалану коэффициенті мәнінен аспайды.

Синхронды арнаның өткізу қабілеттілігін қолданып, берілген мәннен аспайтын бұрмалануда, мөлдір  арналар (код тәуелсіз) құру үшін, келесі түйіндерге негізделген тәсілді қолдануға болады. Қабылдау жағына жолдама белгісін және ММ - тің орналасуы туралы ақпаратты беру қажет. ММ – ның орналасқан орнын өте  дәлдікпен беру керек, бұл рұқсат етілген жеке шеткі бұрмаланулармен анықталатын болады. Егер тасушы импульстер арасындағы қашықтық  болса, онда беттестіру тәсілінде шеткі бұрмаланулар (6.1) формуласымен анықталады, яғни тек қана  мен -дан тәуелді.

Егер  интервалын  зоналарға бөлсек және ММ-нің осы әрбір зонаға түсуін тіркесек (фиксировать), онда арнамен зона нөмері жайлы ақпаратты бере отырып, бұрмалануды  есе азайтуға болады, яғни      

     

                                               .                                                  (6.4)                                    

 

Егер зона нөмері туралы ақпаратты екілік кодпен берсек, онда  бірлік элементер қажет болады. Сондықтан да  мәні екіге тең деп алынады. Осылай,  болғанда, зона номері туралы ақпаратты бергенде, бір элемент (тасушы импульс), ал  болғанда – екі элемент қажет болады.

Егер мәнді момент түскен зона нөмері және жолдама таңбасы туралы ақпаратты бергеннен кейін, берілген жолдама таңбасы өзгермесе, онда одан кейін бірінші (стартовой)  элементпен сәйкес келетін бір немесе бірнеше растаушы элемент беріледі. Жоғарыда келтірілген осы тәсіл растаумен жылжитын индекс тәсілі (СИП) деп аталады. СИП  тәсілінде бұрмалану мәні

                                     .                                                          (6.5)                          

 

Берілген және  мәнінде (6.2) және (6.5) салыстыра отырып, байқайтынымыз: СИП тәсілі қолданғанда, бұрмалануды есе азайтуға болады немесе бұрмаланудың берілген мәнінде беттестіру тәсілімен салыстырғанда синхронды арнаны пайдалану коэффициентін 2^k есе көбейтуге болады. Бұрмаланудың берілген мәнінде  қатынасын есептеуге болады. Осыдан  болғанда, бұл қатынас  үшін  -ті құрайды. Осыдан, егер  болса, бір асинхронды арна алу үшін, үш синхронды арнаны біріктіру қажет деген сөз.

 

а-беруші сигнал; б- тактілік тізбектілік; в-арнадағы кодталған тізбектілік; г- беруші сигнал қабылдағышындағы өндірістілік

 

6.2 - сурет. Растаумен жылжитын индекс тәсілі

 

  СИП тәсілінің кемшілігі, қатенің көбеюі болып табылады. Синхронды күре жолдағы бір қате, қабылдауда бірнеше қате тудыруы мүмкін. СИП тәсілі ДАТА, ДУМКА, ДАТА-2-7, ТВР аппаратураларында қолданылады. Қазіргі кездегі аппаратураларда (ДАТА, ТВР) зона нөмерін кодерлеу, МККТТ рекамендациясына сәйкес (6.1- кесте) жүргізіледі.

 

6.1- кесте

 

6.2- суретте, 6.1- кестесіне сәйкес, СИП тәсілін қолданып, жолдамаларды беру мен қабылдау және кодалау процестері көрсетілген. Берілген тізбек токты және токсыз жолдамалардан тұрады (6.2,а - сурет).

Тактілі тізбек импульстері (6.2,б - сурет) бір-бірінен  қашықтықта орналасқан және бұл уақыт аралығы нөмерлері 1…4 төрт зонаға бөлінген. Бірінші ММ, 2 - ші зонаға түседі, екінші ММ, үшінші зонаға түседі. Бұл зоналар 6.2,б- суретінде штрихталған. Синхронды арнаға 110 кодалық комбинациясы жіберіледі, мұнда бірінші элемент стартты болып, ал қалған екеуі ММ-ның орналасқан орнын дәлдейді. ММ₂ үшін синхронды каналға 010 комбинациясы жіберіледі (6.2,б - сурет) және одан кейін старттымен таңбасы бойынша сәйкес келетін, растау импульстері беріледі. Қабылдау жағында (6.2,г - сурет) арнадан келетін ақпаратқа сәйкес жолдама тіркеледі.

Изохронды құрылымды дискретті сигналдарды синхронды арнамен түйіндестіру.

Изохронды құрылымды сигналдар үшін мәнді мезеттер қатаң анықталған және тек ғана сигнал көзінен түскен ММ-тер сигналдар мен синхронды арнада берілетін ММ сигналдарды байланыстыру керек.

Изохронды сигналдарды синхронды арнамен беру үшін бірлік элементтердің түсу жылдамдығы синхронды тактілі импульсінен кіші немесе тең () болуы керек. Тең жағдайда  тек қана бір арнаны беруді ұйымдастыра аламыз. N арна құру үшін   шартын қамтамасыз ету керек.

Бұрын қарастырылған анизохронды құрылымды хабарды синхронды арнамен келістіру тәсілдерін синхронды арнаны изохронды құрылымды сигналдарға да қолдануға болады. Әдетте жоғарыда көрсетілгендей, олар синхронды арнаны эффективті қолдануға мүмкіндік бермейді. Сондықтан, бірлік элементтер түсінің тұрақты жылдамдығымен  сипатталатын, ақпаратты изохронды сигналдың белгілі құрылымында қолданатын келістіру тәсілдері кең тарады.

Белгілі тәсілдердің арасынан көп қолданыс тапқаны стаффинг тәсілі деп аталады (Вставка тәсілі). Біржақты стаффинг, өз кезегінде ол + «стаффинг» және - «стаффинг», екі жақты стафтинг («стаффинг»), мұнда синхронды арнаның беру тізбегі (6.3,а- сурет) және тактілі (6.3,б- сурет) тізбек көрсетілген.

Кез келген  моментінде берілетін сигнал мен тактілі тізбек ММ-ы бірдей болсын.  болғандықтан, тізбектер арасындағы фаза үйлеспеуі қайбір уақытта тізбектің бір такті мәніне жетеді. Егер хабардың әрбір а элементіне сәйкесінше тактілі тізбектің бір б элементін қойсақ, онда, Т уақыты мезетінде соңғысында бір элемент артық шығады. Бұл артық элементтің дұрыс қабылданып, оқылуын қамтамасыз ету үшін, қабылдауда арнайы қосымша арнамен берілетін, арнайы кодалық комбинациямен тыйым салынады.  кезінде “- стаффинг” тәсілін қолданады. Бұл жағдайда « артық » элемент берілетін хабарда түзіледі,  сондықтан ол арнайы бұйрықтармен сүйемелденіп, қосымша арнамен беріледі.  таңдау кезінде жылдамдықтың тұрақсыздығына байланысты,  немесе  болатын жағдайлар туады, сондықтан қалыптасқан шарттарына байланысты  « + стаффинг »  және сонымен қатар - « стаффинг » тәсілдерін қолданады. Осыдан « Екі жақты стаффинг » аты шыққан.

 

 

а-шығу көзінің тізбектілігі;

б-В_и=3/4В_с кезіндегі арнадағы тізбектілік.

 

6.3-сурет. «Стаффинг тәсілі»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Синхронды арналар (СВPn)

 

Мұндай, бөлуде әрбір арнаға (кіріс немесе шығыс) белгілі бір уақыт жағдайы сәйкес келеді. Берілген арнаға сәйкес, хабар элементтері топтық трактіде тіркелген  уақыт интервалына ие.

Кеңістікпен бөлінген коммутация түйініне (узел коммутаций) қарағанда, уақытпен бөлінген КТ-нің айырмашылығы, онда қосылу нүктесі болып арна емес, линиялық тракт болып табылады. УД кірісінде барлық линиялық тракттар бір топтық трактыға бірігеді, ал шығысында бөлінеді. СВPn процесі арнаның уақыт жағдайының өзгеруіне әкеледі. Мысалы, 2- ші арнаның 7-ші арнамен «қосылуына » хабар элементтерін қабылдау, екінші уақыт позициясында және оларды беру, жетінші уақыт позициясында әрбір циклда сәйкес келеді.

Бұл уақыт бойынша ығысу 2 - ші  уақыт позициясындағы хабарды есте сақтау құрылғысына жазып (ЕСҚ) және 7- ші уақыт позициясында оны оқу арқылы іске асады. Хабардың сақталатын бөлігі болып, мысалға бірлік элемент табылуы мүмкін. Коммутатор қызмет көрсете алатын арна саны (СВРn тәсілімен құрылған) « запись – считывание » циклы ұзақтығы қысқа болған сайын, және мәліметтер беру жылдамдығы аз болған сайын көп болады.

Синхронды уақытты коммутация изохронды сигналды өңдеу үшін тиімді. Аз тиімділігімен, оны изохронды емес сигналдарды коммутациялау үшін қолдануға болады.

 

Асинхронды арна (ABPn)

ABPn кезінде коммутациялық элементтерді қайта адрестеу жүреді: кіріс арнаның адресінің орнына элемент БҚ-дан (УУ)  шығыс арна адресін алады. ABPn коммутация түйіні, кіріс арналары санына тең облыстары бар, оперативті жадыда сақтау (О3У) құрылғысына ие (әрбір арнаға өзінің облысы тіркелген).     Кіріс арнасының жады облысына нөмер теру сигналының басқарумен, шығыс арна коды жазылады. Коммутацияланатын элементті тапқан бойда (адрес кодасы) берілген шығыс арнада басқару құрылысы берілген жады аймағынан ақпаратты оқуға сигнал береді. Оқу шығыс арна адресі бойынша іске асады, мұнда коммутацияланатын элемент арнайы құрылғымен қалыптасады. Ең қысқа комутацияланатын элемент ММ болып табылады. ММ –дискретті сигналдың мәнді мезеттің ауысуы болатын мезет. Үлкен сыйымдылықты КТ – де ұзындығы 20 шақты бірлік интервалға дейін адрестермен операция  жүргізуге тура келеді, онда бір ММ - нің орташа екі бірлік интервалға келетінін ескерсек, АВРn мен КТ - де берілетін бір битке келетін өңделетін ақпарат саны СВРn КТ - дағыдан 10 есе көп болуы мүмкін. Осыны ескере отырып, АВРn мен КТ – де берудің жоғары жылдамдығында қосылатын арналар санын шектеуге тура келеді және төменгі жылдамдықты беру арналарымен салыстырғанда қызмет көрсетілуде артықшылық (приоритет) қамтамасыз етілуі керек. Синхронды КТ - ден айырмашылығы АВРn түйіндерінде  сигналдар регенерацияланбайды және сонымен қатар қосымша шеттік бұрмаланулар пайда болады. АВРn КТ - нің жетістігі болып ММ-ді таратумен қатар бірлік элементтерді тарату да жүруі мүмкін, бірақ та бұл жағдайда КТ-нің өткізгіштік мүмкінділігі екі есе азаяды және мөлдірлік жоғалады. Одан да үлкен мөлдірлікті жоғалту хабардың ұзын бөліктерін таратуда орын алады: байттарды, пакеттерді және тұтас хабарларды, бірақ та ММ-ті таратудан басқа жағдайларда, КТ-де сигналдарды регенерациялау жолымен беру дұрыстығын көбейтуге болады. Бірлік элементтерді тарату кезінде таңдалмаған кодпен белгілі жылдамдықта беру қамтамасыз етіледі. Белгілерді (байттар) тарату кезінде, беру тек қана анықталған кодпен және белгілі жылдамдықпен жүру мүмкін. Хабарларды және пакеттерді, яғни ұзындығы ондаған және жүздеген хабар бөліктерін тарату кезінде, КТ арқылы тек қана анықталған формат хабарлары берілуі мүмкін.

АВРn әрбір тәсілі, бір-бірінен таратылған хабар белгілерімен  ерекшеленетін бірнеше қатар құрады (7.1-сурет). ММ және бірлік элементтерді тарату тәсілі (7.2,а-сурет), өзінің қасиеттеріне байланысты, кеңістіктің таралуымен іске асатын арна коммутациясына (АК) жақын (7.2,б-сурет). Осылай, АВРn тәсілі коммутацияның барлық  түрін  жасауға мүмкіндік береді:  мөлдір арналардан  (ММ тарату негізінде) хабарлаға дейін, сондықтан әмбебап болып табылады.

7.1-сурет. Коммутациялау тәсілі

 

7.2 - сурет. ММ тәсілі (а) және арнаны коммутациялау тәсілі (б)

 

 

АВРn кезінде, бұрын ұқсас емес болып келген арнаны коммутациялау  (АК) жүйелері мен хабарды коммутациялау (ХК) жүйелері арасындағы принципиалдық айырмашылық жойылады.

КТ-де жинақталған хабар бөлігінің ұзындығына байланысты, коммутация жүйесі қасиеті өзгереді. Жинақталған  хабар бөлігінің қысқа кезінде, тарату жүйесі АК жүйесімен сипаттамаларының топтық ұқсастығын қамтамасыз етеді.

Хабардың жинақталған бөлігінің ұзындығын өсірген кезде (ММ-нен бірлік элементтерге , байттарға көшу) АК жүйесіне тән  қасиеттерді жоғалту орын алады: арнаның мөлдірлігі жоғалады және жинақтаушы жүйелерге тән  мүмкіндіктер пайда бола бастайды: әртүрлі жылдамдықтарды, кодтарды, форматтарды т.б. біріктіру.

Осыдан АК тәсілінен жинақтаушы коммутация тәсіліне көшкенде, асинхронды уақыт коммутациясы АУК жүйелерінде хабардың жинақталған бөлігі ұзындығына қатысы анықталған шекара жоқ. Тарату бөлігі ұзын болған сайын, КТ-де жадыны өсіру керек болады және ондағы хабарда кідірту уақыты үлкен болады. Коммутацияланатын бөлік ұзындығын  өсірген сайын, КТ-нің өнімділігінің шығыны азаяды (ақпарат бірлігінен). Хабардың қысқа бөліктерін коммутациялаған кезде іс жүзінде тек қана адресті хабарға дейін  беру іске асады.

Бұдан ұзын бөліктерінде адресті хабарға дейін және сонымен қатар оның құрамында беруі мүмкін. Әдетте тек қана екінші тәсіл  қолданылады, өйткені бұл жағдайда әрбір КТ-де  ең қажетті бағыттарды таңдау мүмкін болады : ең қысқа, басқа хабарлармен аз жүктелген. 

 

Синхронды және асинхронды (кодатәуелді және кодатәуелcіз)

ДА (дискретті арна) түсініктерінің анықтамасы.

ДХБ  жүйесіндегі берудегі артықшылығын алып тастау есебін кодер көзі орындайды, ал қабылдаған хабарды қалпына келтіруді –декодер көзі деп аталады.

Кодер және декодер арнасын үзіліссіз байланыс арнасымен сәйкестендіру мақсатында ереже бойынша (үзіліссіз сигнал беретін орта) беру және қабылдауға қосылатын, сигнал түрлендіргіш құрылғысы (СТҚ) пайдаланылады. Жеке жағдайларда – ол модулятор және демодулятор. СТҚ байланыс арнасымен бірігіп дискретті арна шығады, яғни, тек ғана дискретті сигналды беру үшін арналған (цифрлық мәліметтер сигналы). Дискретті арнаны синхронды және асинхронды деп ажыратуға болады. Егер, олардың сәйкес мәнді сәттерінде анықталатын керекті өзара фазалық байланыс синхронды ал, сигналдардың тактілі жиіліктері тең болмаса асинхронды деп аталады. Синхронды дискретті арналарда әрбір бірлік элемент қатаң анықталған уақыт сәтінде енгізіледі. Бұлар тек қана изохронды сигналды беру үшін арналған арналар. Асинхронды арна бойымен түрлі сигналдарды беруге болады. Сондықтан мұндай арналар мөлдір немесе кодатәуелсіз деп аталған. Ал синхронды арналар мөлдір емес немесе кодатәуелді болып келеді.

 

 ДА–ның негізгі сипаттамалары: модуляция жылдамдығы, ақпарат          беру жылдамдығы, өткізу мүмкіншілігі.

 Бір секунд ішінде арна бойымен өтетін ақпараттың орташа саны ақпарат беру жылдамдығы деп аталады.

Дискретті арна, секунд ішінде берілетін бит санымен өлшенетін (бит/с) ақпарат беру жылдамдығымен сипаттталады. Дискретті арнаның басқа сипаттамасы, бодпен өлшенетін, телеграфтау жылдамдығы болып келеді. Ол бір секундта берілетін, бірлік элементтің санымен анықталады. МТ техникасында телеграфтық жылдамдық деген терминнің орнына модуляция жылдамдығы термині қолданылады. Берілген шарттағы арна бойынша ақпарат беру жылдамдығының максималды мүмкін болатын мәнін арнаның өтімділік қабілеттілігі деп аталады да және С әрпімен белгіленеді. Ол арна және арна көзінің қасиеттеріне тәуелді, бірақ барлық мүмкін болатын кіріс сигналының кодтау тәсілдерін өткізу кезінде арна көзінің қасиетінен жоюға және Ψ_max ақпарат беру жылдамдығын максималды мәнін алуға болады. Ол арна  өткізу мүмкіншілігі  деп аталады және арнаның қасиеттеріне тәуелді. К. Э. Шенон көрсеткендей, арна сенімсіздігі және шу бар кезінде ұйқас кодтау есебінен аз жасауға болады, егер арна кірісіне түсетін ақпарат оның өткізу мүмкіндігінен   аспаса, 2,2 бойынша 3 және 4 классының екіпозициялық сигналдары салыстыра отырып, 4 классының уақыттық растығын анықтайтын, Т уақыттық интервалының ұзақтығы, сонымен қатар сигналдың бір жағдайының минималды ұзақтығы, болып табылатын, 3 классы үшін, Т_min ұзақтығы сияқты екенін көруге болады. Секунд ішіде Т немесе Т_min ұзақтығының элементтерінің  саны екі кластық модуляция жылдамдығында бар (посылка беру жылдамдығы)

 

                                              U=1/T_min=1/T.                                                  (7.1)

                                         

Модуляция жылдамдығының бірлік өлшемділігі 1/с және  «Бод» деп аталады (халық аралық белгіленуі Bd.), телеграфтық байланыстың француз инженері  Бодтың атымен аталған. Сонымен қатар 4  классының екіпозициялық сигналды өте керемет қасиеттері, ол Т ұзақтығы  бар әрбір оның элементтерінің мүмкін болатын екі жағдайдың арасындағы таңдауды шешу нәтижесі. «Бит» атағын алған (ағылшыннан қысқартылған – екілік сигнал binary digit мысалы 0 және 1) екі мүмкіндік арасындағы өзара шығарып тастау) анықталмағандықты алып тастайтын, «шешім» бірлігі. Сонымен 4 класының екіпозициялық сигналдың бір элементтінің анықталмағандығының өлшемі 1 Битке тең; мұндай сигнал екілік деп аталады. «Екілік шешімінің» беру жылдамдығы бит/с^*-те өлшенеді; екілік сигнал үшін,ол Бодпен өлшенетін модуляция жылдамдығымен сәйкес келеді. Бұдан «Бод» және «бит/с» түрлі түсініктерде болатын қателіктері бірдей еместіктерге жиі әкеліп соғатын, екілік сигналдың ерекше қасиеті құралады. Бірақ 3 класының екіпозициялық сигналы үшін модуляция жылдамдығы U әрқашада (7.1) қатынасымен анықталады, бірақ мұндай сигнал үшін беру жылдамдығы, хабардың көзінің өзінен екілік элементтінің тізбектелуінің туылуына немесе ол сигналдың құрылымдылық шартталуына тәуелді, мысалы, ендік-импульсті модуляциядағыдай (ЕИМ).

4 мүмкіндікті мәндері мен бірлік сигналдың құрамында, екі мүмкіндіктің әрбіреуіне (яғни 2 бит) қатысты-әрбір элементтің екі шешімнің нәтижесі болады, мысалы, 1 бит « + » немесе « - » шешімі үшін екінші мәндерін есептеу үшін. Сегіз мәнді сигнал солай-ақ үш битпен (0 немесе 1) сипатталуы мүмкін, келесі 3 екілік элементтер тобының көмегімен:

000 001 010 011 100 101 110 111

4 класты сигнал U (Бод) модуляция жылдамдығымен және N мәндері болатын Ф (бит/с) беру жылдамдығы

 

                                              Ф= U*log₂N.                                                    (7.2)

Екілік сигнал үшін, яғни N=2 болғанда , қайтадан Ф = U болады.

 

Айнымалы тоқ беру кезіндегі ДС бұрмалануы. Рұқсат етілген модуляция жылдамдығымен арнаның өткізу жолағының енімен арасындағы байланыс.

  Бұрмалану деп берілетін сигналдың керек емес өзгерістерін айтады, сонымен қоса берілетін сигналдың өзінен туатын, қосымша сигналдардың пайда болуына әсер ететін өзгерістер.

  Бейнесигнал спектрінің ақпарат көзі төменгі жиілікті құраушыдан құралады, сонымен қоса тұрақты құраушы, жолақты сүзгі сипаттамасымен байланыс арна бойымен бейнесигналды тікелей беру мүмкін емес. Сондықтан арнаның беру соңында сигналдың спектрі үлкенірек жиілікті диапазонға ауысады, ал қабылдау жағында кері түрлендіру жасалынады. Бейнесигналды жоғарғы жиілікті сигналға түрлендіруі модуляция процесінде орындалады, ал кері түрлендіру-демодуляция кезінде орындалады. Модулдік тербеліс спектрімен ауыстырылған, модулденген сигнал сипаттамасынан және модуляция түріне тәуелді күрделі формада ажыратылады. Дискреттік ақпарат беру кезіндегі арнаның өткізу қабілеттілігі, өткізу жолақтың енімен және сигнал қуатымен бөгеуілдердің қатынасымен анықталады, онда модуляциялаудың түрлі әдістерін бағалау кезіндегі негізгі критериясы болып спектрдің ені және бөгеуіл орнақтылық болып табылады. «Сигнал беру теориясы» курсында көрсетілген, тізбектелген екілік сигналдың амплитуда бойынша модулденген спектр сигналының жиілігі ω₀ (тасымалдаушы жиілік) және жиіліктің екі бүйірлі жолағы болады: жоғарғы және төменгі. 7.5 – суретте «нүктелер» модуляция кезіндегі АМ сигналдың спектрі көрсетілген.

 

 

 

7.3 – сурет. Екілік арнадағы өту диаграммасы

 

Қатысты симметриялы орналасқан амплитуданы – модулденген сигналдың ω₀ бүйірлі жолақты спектрінің формасы модулденген сигналдың спектрі формасы сияқты (ұқсас) ; бірлік сигналдың ω₀ спектріне ауытқуын көрсететін орташа спектр, бірақ модулденген сигналдың спектрі екі есе кең. Сондықтан бұл физикалық түсінікті бейнесигнал жағдайындағы ТЖФ-ға қарағанда, ω₂ -ω₁ өткізу жолағы екі есе болатын идеалды ЖФ орташа жиілігімен  тасушы жиіліктің сәйкес болған кездегі, орташа АМ сигналының ауыспалы процесінің бейнесигналдың ауыспалы процесіне сәйкес келетін деп алуға болады (қатаң математикалық түрде дәлелдеуге болады). Сондықтан ауыспалы процеске қатысты орама АМ сигналына үлестіріледі. Екілік модуляцияның түрлі тәсілі кезінде және модулденбеген импульстер беру кезінде өсу уақытын анықтау үшін келесі өрнектерді қолдануға болады: бейнесигнал және АМОБП кезінде t_н=1/2Df өйткені бейнесигнал беру кезінде Df=f_гр-0=f_гр , ал АМ, ФМ және ЖМ сигналдарын беру кезінде t_н=1/2Df. Дискретті модуляцияның максималды жылдамдығы ауыспалы процестің ұзақтығымен анықталады. Өйткені, түрлі модуляциялау кезінде Df-тен  t_н тәуелділігі ұқсас, өткізу жолағымен ауыспалы процестің ұзақтылығы арасындағы байланысты бейнесигналды беру қарапайым жағдайының мысалында көруге болады. ТЖФ беру сипаттамасы бар арнаның кірісіне тік бұрышты пішінді бейнесигнал бергенде оның шығысындағы кернеу сәйкес суперпозиция принципі бойынша мынаған тең

 

                   U_вых(t)= (U₀ K₀)/π[sin ω_гр(t-t₀)- sin ω_гр(t-t₀- τ₀)].                       (7.3)

                

Мұндағы τ₀-кірістегі сигналдың ұзақтығы. Импульстің ұзақтығына тең , интервалмен бөлінген, екі импульстің осы арнаның кірісіне беру кезінде, арнаның шығысындағы кернеу суперпозиция принципіне сәйкес.

 

U_вых(t)= (U₀ K₀)/π[sin ω_гр(t-t₀)- sin ω_гр(t-t₀- τ₀)+ si ω_гр(t-t₀- 2τ₀)- sin ω_гр(t-t₀- 3τ₀)] 

                                               sin ω_гр(t-t₀- τ₀).                                                (7.4)                                                                                         

                                                                                                                   

Қорыта келе, жолақ жиілігі f_гр =1/2τ₀ төмен азаю кезінде импульстерді ажырату қиынға түседі, f_гр жоғары жолақ жиілігінің кеңеюі импульстер фронтар крутизнасының үлкеюіне әкеліп соғады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 ДА-дағы қателіктердің статистикасы. ДА-дағы қателер ағынының үлгілері. Жадысыз ДА, жадысы бар арналар, дискретті симметриялы арна, Гильберттің үлгісі, Марковтық тізбек өшіруі бар симметриялық арна. Кеңейтілген дискреттік арна. Сенімділікті көтеру әдістері

 

Дискретті арнадағы қателердің пайда болуының кездейсоқ процесі, егер келесі параметрлер берілген болса толықтай сипатталады. Олар таңбалардың кірістік (А) және шығыстық (А) әліппелері, сонымен бірге р (а/а) түріндегі өтпелік ықтималдықтардың жиынтығы, мұндағы а=(a₁, a₂, a₃,…,a_i,…) – кірістік әліппенің таңбаларының айнымалы тізбектілігі және а_і ЕА- і-ші уақыт мезетіндегі арананың кірісіндегі таңба, а=(a₁,a₂,a₃,…a_i…) – сәйкесті а болса, шығыстық әліппеден алынған таңбалар тізбектілігі болып табылады, ал а_і ЕА – і-ші мезеттегі арананың шығысындағы таңба; р(а/а)- тізбектілігі таратылған шарты кезіндегі а тізбектілігін қабылдаудың шартты ықтималдығы.

Берілуші өтпелік ықтималдықтардың саны кірістік және шығыстық тізбектіліктердің ұзындықтарының өсуімен ол да өседі. Сонымен, егер екілік код пайдаланылған және шығыстық әліппе кірістікке тең болған болса, онда n ұзындығының тізбектілігі кезінде, берілуші өтпелік ықтималдықтардың жалпы саны 2^2п-ге тең болады. Демек, n=20 мәніне тең болған кезіндегі өтпелік ықтималдықтардың берілуі кесте түрінде болғанымен, оның мақсатқа сәйкес емес болуы ғажап емес.

Соңғы n ұзындықты кез-келген тізбектіліктер үшін өтпелік р(а/а) ықтималдықтарын жеткілікті түрде өңай есептеуге мүмкіндік беруші, дискреттік арнадағы қателердің кейбір математикалық үлгілерін қарастырамыз.

Жадысыз дискретті арна.    Егер, кез-келген мезетте дискреттік арнаның шығысындағы таңбаның пайда болу ықтималдығы, кірістегі және шығыстағы таңбалардың барлық жұптары үшін , арнаның кірісіндегі таңбадан ғана тәуелді болатын болса, онда мұндай арна жадысыз арна деп аталады. Екілік симметриялық арна (ЕСА) жадысыз дискретті арнаның мысалы болып табылады.

Кірісінде қандай да бір бекітілген q ықтималдығы болатын а тізбек-тілігінің әрбір таңбасы арнаның шығысында р_қат=p(1/0)=p(0/1)-1-q ықтимал-дылықпен дұрыс өндіріледі. ЕСА үшін, кірістегі берілген тізбектілік кезінде, шығысында таңбалардың кез-келген тізбектілігін алудың ықтималдығы оңай есептелінеді. Мысалы, 3 ұзындықты тізбектілік үшін ықтималдылық келесідей болады: p(000/001)=qq(1-q)=q² p_қат.

Симметриялық арнаны қателер көзі жалғанған арна ретінде беруге болады. Әрбір е_і позициясы сәйкесті а_і позициясымен екілік арнада бұл қателер көзі қателердің кездейсоқ тізбектілігін (…,е_і-1, е_і, е_і+1) береді. 2 (а_іi=a_i+e_i) модулі бойынша қосылып жинақталады. Қателердің {e_i} тізбектілігінде 1 тұратын болса, онда таратылушы таңба кері мәнге өзгереді, яғни қабылданған {a_i} тізбектілігінде қате бар деп саналады. Мысалы, егер а_і=1, e_i=1 болса, онда а_і=a_i+e_i=1+1=0 болады. Өтпелік ықтималдылықтар стационарлық арна үшін келесі түрді қабылдайды

 

                                 р({a_i}/{a_i})=p({e_i}/{a_i})=p({e_i}),                                 (8.1)

                                                  

яғни, арна толығымен {e_i} қателер тізбектілігінің статистикасымен сипатталады және мұндағы e_iE{0,1} болады. n ұзындығының қателер тізбек-тілігін кейде n ұзындығының қателер векторы деп те атайды.

Бұл вектор тек дұрыс емес қабылданған таңбаларға сәйкесті позиция-ларда ғана бірліктері болады. Қателер векторындағы бірліктер санын (t) оның салмағы деп атайды.

Тәжірибеде n ұзындықты тізбектілікті қабылдау кезінде, бізді көбінесе ондағы бір, екі және т.б. қателіктердің бар болуы немесе болмауының ықтималдығы қызықтырады. ЕСА арна үшін, бұл ықтималдықты оңай есептелінеді. n қабылданған таңбалардың арасында кез келген үйлесімділікте  t  қателер бар болған кезіндегі   P_n(t) ықтималдығы деп, ал t салмақты қателердің бір берілген үйлесімділігінінің ықтималдығын P_n^*(t) деп белгілейік. Сонда Р_n(t) ықтималдығы t салмақты қателердің барлық мүмкін болатын тізбектіліктері үшін P_n^*(t) қосындысы ретінде табылады.

Осыдан шығатыны, P_n^*(t)=p_қат(1-р_қат)^n-t,

                                        P_n(t)=C_n^t  P_n^*(t)=C_n^tp^t_қат(1-р_қат)^n-t ,                          (8.2)                                                 

мұндағы С_n^t=n!/t!(n-t)!

 

Жадысы бар арна. Шығыстық тізбектіліктің әрбір символы кірістегі сәй-кесті символдан, сонымен бірге өтіп кеткен алдыңғы кірістік және шығыстық таңбалардан тәуелді болатын арна жадысы бар арна деп аталады. Нақты арналардың көпшілігі жадысы бар арна деп аталады. Байланыс арнасының өткізу жолағын шектеуден туындайтын таңба аралық интерференция, жадының пайда болу себептерінің бірі болып табылады. Бұл жағдайда, арнаның шығысында әрбір таңба, кірістегі келесі бірінен кейінгі бірінгі таңбалардан бөліктеп тәуелді болады (бұл тәуелділік арнасының импульстік сипаттамасымен анықталады). Арнадағы үзілістер басқа да себебі болып табылады, олардың ұзындығы бірлік элементің ұзындығынан анағұрлым асып түседі.

Үзілістің іс-әрекеті мерзімділігінде дұрыс емес қабылдау ықтималдығы күрт өседі және бума  (пакет) деп аталатын қателер тізбектілігі пайда болады.

Жалпы жағдайда, жадысы бар арна үшін, «арнаның күйі» түсінігін енгізуге болады. Сонда, арнаның шығысындағы тізбектіліктің әрбір таңбасы, кірістегі сәйкесті таңбадан, сонымен бірге сол мезеттегі арнаның күйінен де статистикалық тәуелді болады. Берілген мезеттегі арнаның күйі ретінде, мысалы берілген мезетке дейінгі кірістік және шығыстық таңбалардың тізбектілігін айтуға болады. Осылайша, жекелеп алғанда таңба аралық интерференцияның  әсері кескінделеді.

Жадысы бар арналарды  келесі екі түрге бөледі, олар: кіріс бойынша жадысы бар арна және шығыс бойынша жадысы бар арна. Егер, шығыстың таңба кірістік а_і,а_і-1,…,а_і-к таңбаларынан статистикалық тәуелді болатын болса, онда, мұндай арна кіріс бойынша жадысы бар арна деп аталады. Мұндай арна р(а_і/а_і, а_і-1, а_і-2,…), і=1,0,1,2,…  түріндегі өтпелік ықтималдылықтармен сипатталады. Теоретикалық тұрғыдан алсақ, арнаның жадысы шексіз болады. Тәжірибеден қарасақ, таңбаны дұрыс және қате қабылдау ықтималдылығына әсер етуші таңбалардың саны шектелген. Арнаның жадысы N таңбалар саны ретінде анықталуы мүмкін және ол келесі шартты ықтималдылықтар теңдігіне тең

                               Р(а_і/а_і, а_і-1,…,а_і-N)=p(a_i/a_i-1,…,a_i-N),                                     (8.3)  

         

мұндағы, j<=1 барлығына бірдей.

Кірістік a_i-1,…,a_i-N символдар тізбектілігін (і-1)-ші мезеттегі С_і-1 арнасының күйі ретінде беруге болады. Сонда, арна Р(а_і/а_і, с_і-1) түріндегі өтпелік ықтималдылықтардың жиынтығымен сипатталатын болады.

Егер де, шығыстық а_і таңбасы алдыңғы бірнеше шығыстық таңбалардан статистикалық тәуелді болатын болса, онда мұндай арна шығыс бойынша жадысы бар арна деп аталады. Сондай арнаның өтпелік ықтималдықтары келесі түрде жазылады.

 

                                  Р(а_і/ а_і-1,а_і-2,…, а_і-N)=p(a_i/a_i, c_i-1),                               (8.4)

  

мұндағы, шығыстық а_і-1,…,а_і-N таңбаларын (і-1)-ші мезеттегі с_і-1 арнасының күйі ретінде беруге болады.

Егер де, таңбааралық интерференциясы бар арна үшін кіріс бойынша жадысы бес таңбамен шектелген болса, онда арнаның күйлерінің саны 32-ге тең. Жалпы жағдайда, егер кіріс бойынша жады немесе тек қана шығыс бойыншасы екілік арнада N таңбалармен шектелген болса, онда күйлер саны 2^N-ге тең. Көріп отырғанымыздай, күйлер саны жады ұзындығы N-ге тәуелді экспоненциалдық заң бойынша өседі. Айта кетер жайт: кейбір нақты арналардың ондаған, жүздеген және тіпті мыңдаған таңбалардан тұратын жадысы болады.

Арналардың күйін күйлердің әрбіреуінді қателіктер ықтималдылықтары бойынша ажыратуға болады. Қателіктердің ықтмалдылығының өзгеруін өз кезегінде, үзілістердің, импульстік бөгеуілдердің, қатып қалулар және т.б. пайда болуы сияқты физикалық себептермен байланыстыруға болады. Мұндай арнаны р(а_і,с_і/а_і, с_і-1), с_іЕ L түріндегі өтпелік ықтималдықтардың жиынтығымен беруге болады, мұндағы L – арна күйлерінің соңғы көпмүшелігі.

Егер де, а_і таңбасы мен с_і күйі арасында статистикалық тәуелділік бар десек, онда а_і және с_і-1 алдыңғы күйі берілген шарт кезінде келесі өрнекті аламыз

 

                                р(а_і,с_і/а_і, с_і-1)= р(а_і/ а_і,с_і-1)p(c_i/c_i-1)                              (8.5)

 

Бұл жағдайда, p (c_i/c_i-1) арнасының күйлері үшін өтпелік ықтималдарды және арнаның әрбір күйінің таңбалары үшін өтулердің р(а_і/а_і,с_і+1)  ықтималдықтарын беру қажетті. Осындай түрде, арнада күйлердің соңғы көпмүшелігі, уақыттан тәуелсіз өтпелік ықтималдықтар болады. Әрбір күйдегі қателіктер тәуелсіз тұрақты ықтималдықпен туындайды. Күйлердің тізбектілігі Марковтың қарапайым тізбегі болып табылады. (Марковтың қарапайым тізбегі дегеніміз, күйлердің кездейсоқ тізбектілігі, яғни і-ші мезеттегі сол күйдің ықтималдығы толығымен (і-1)-ші мезеттегі с_і-1 күйімен анықталады. Мұндай арнаның баламалық сұлбасы 8.1-суретте келтірілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.1 - сурет. Марковтік тізбек негізінде, оның үлгімен сипаттау кезіндегі дискреттік симметриялық арнаның баламалық сұлбасы

                  а – бір күйден келесі күйге өту мүмкіншілігі;

б – 2-күйдегі таратудың мүмкін болатын нәтижелері.

8.2 - сурет. Гильберт үлгісімен дискретті симметриялық арнаны сипаттау кезіндегі өтулер диаграммалары

 

Марковтың қарапайым тізбегін сипаттау үшін, (і-1)-ші мезетте с_і-1 күйде болатынын және әрбір мүмкін болатын күйлердің әрқайсындағы қателердің ықтималдығы р_қат ^(і) болатын шарт кезіндегі жүйенің і-ші мезетте с_і күйіне көшетінінің өтпелік ықтималдығын р(с_і/с_і-1) ден беру қажет. Жадысы бар арнаның қарастырылған үлгісінде 0 арнаның күйі кірістік және шығыстық таңбалардан статикалық тәуелсіз болады. Бұл үлгінің жетістігі келесіде: яғни, арнаның жеткілікті түрдегі үлкен жадысын күйлердің салыстырмалы түрдегі аз санымен сипаттауға болады. Күйлердің санын өсіре отырып, нақты арнаны анағұрлым дәл сипаттауға болады. Алайда, есептеулердегі үлгіні пайдалану күрделігі үшін күйлер санының ұлғаюымен анағұрлым өседі. Гильбертпен ұсынылған қателер көзінің үлгісі Марковтық тізбектің математикалық аппаратын қолдануға негізделген қарапайым үлгі болып табылады.

Осы үлгіге сәйкесті арна 2 күйде болуы мүмкін: оның бірі жақсы (1-күй) және нашар (2-күй). Бірінші күй қателердің болуымен сипатталады. Екінші күйде қателіктер р_қат⁽²⁾ ықтималдығымен пайда болады.

Егер а_і элементін тарату кезінде, арна 1-күйде болатын болса, онда келесі а_і+1 элементін тарату кезінде арна сол күйде р₁₁ ықтималдығымен және 2-күйде р₁₂=1-p₁₁ ықтималдығымен болады. Егер де, а_і элементін тарату кезінде арна 2-күйде – р₂₁=1-p₂₂ ықтималдығымен болады. Бір күйден келесіне өту матрицасын Р әрібімен белгілейміз.

 

 

Егер p₁₁  және p₂₂ жеткілікті түрде үлкен, бірақ өзара тең емес болса, онда 1 немесе 2 күйлерін сақтап қалуға мүмкіндік бары байқалады және бұл құбылыс қателер пакетімен арнасын қателер бумасымен арнасын иммиттірлейді.

8.2,а-суретте келтірілген графта арнаның күйі дөңгелекшелер түрінде келтірілген. Бағытталған бағыттауыштар бір күйден келесіне өтулерді білдіреді, ал әрбір бағыттауыштағы сандар өтудің ықтималдылығын көрсетеді. Мысал ретінде алынған арна үшін, 2 күйде 0,4 ықтималдығымен қателіктер туындайды. 8.2,а- суреттегі графпен берілген арна қандай күйде келген болса, сондай күйде қалатын болады. Арна уақыттың көп бөлігінде жақсы күйде (1-күй), яғни р_қат=0 болған жағдайынан табылады. 10^-5 ықтималдықпен арна нашар күйге өтеді, яғни 0,4-ке жуық элемент арнаның шығысында қате болып алынады. 1-күй орта шамамен қабылдау кезінде 10⁵ элементке, ал 2-күй – он элементке ұзарады. Алдыңғы элементті тарату кезінде, арнаның қандай күйде болғанына тәуелді, арнада берілген элементті жақсы түрде тарату кезіндегі ықтималдықта сол күйде болады. Мысалы, берілген элементті жақсы күйде тарату мезетіндегі арнаның ықтималдығы 1-10^-5-ке тең, егер де ол алдыңғы элементті қабылдау мезетінде жақсы күйде болған болса, онда ықтималдығы 10^-1-ге тең болады.

 

Кеңейтілген дискретті арна.

Сенімділікті көтеру әдістері. Үзілісті арнадағы бөгеулер, сонымен бірге идеалды емес күйлер қателердің пайда болуының негізгі себебі болып табылады. Байланыс арнасының әртүрлі бөлімшелерін, сондай-ақ ДХТ аппаратурасын пайдалану сияқтыларды жүзеге асыру үшін персоналдың дұрыс емес әрекеттері де қателердің себебі болып табылады.

Шартты түрде сенімділікті көтеру әдістерін 3 топқа бөлеміз. Бірінші топқа байланыс арнасының сапалық көрсеткіштерін жақсартуға бағытталған пайдалану және сауықтыру сипатындағы шарттарды қосамыз, олар: генераторлық қондырғының жұмысының тұрақтылығын көтеру, тарату жүйесінің электр қоректеу көзін резервтеу, жөнделмейтін құрылғыны және оның элементтерін табу және оларды дер кезінде алмастыру, техникалық қызмет ету мәдениетін көтеру және жекелеп алғанда, дискретті хабарларды тарату уақыты кезінде арналарда өлшеу және сауықтыру жұмыстарын жүргізу кезіндегі сақтылықтардың арнайы шарттарын қабылдау. Тәжірибе көрсетіп отырғандай, нұсқалған шаралар қателер коэффициентін орта есеппен 5 есеге төмендетуге мүмкіндік береді.

Бірлік элементтерді таратудың бөгеуілге тұрақтылығын ұлғайтуға бағытталған шаралар, шаралардың екінші тобына жатады. Яғни, келесі шаралар жөнінде айтылады: амплитуданың, ұзақтылықтың немесе пайдалы сигналдың жиіліктерінің спектрін ұлғайту есебінен, сигнал-бөгеуіл қатынастарын көтеру, модуляциялау және күрделі сигналдардың әдістерінің бөгеуілге тұрақтылығын қолдану. Айтылған әдістердің көпшілігін қолдану біршама қиындықтарға әкеп соғады. Физикалық линия бойынша таратылатын сигналдардың амплитудасын ұлғайту көрші тізбектерде рұқсат етілетін өтулердің пайда болу қауіптілігіне рұқсат етілмейді. Егер дискретті хабарларды беру ТЖ арнасы бойынша жүргізілетін болса, онда дискретті сигналдардың қуаты топтық күшейткіштердің асыра жүктемесін болдырмау қажеттілігінен барып шектеледі.

Дискретті арна бойынша, таратылатын тізбектілікке артылықшылықты енгізумен байланысқан шаралар, сенімділікті көтерудегі шаралардың 3-тобы болып табылады.

Дискреттік арналарды үлестіру тәсілдері: кеңістіктік, жиіліктік, синхронды және асинхронды (мекен-жайлық) уақыттық, қисындастырылған. Көпарналы тарату жүйелеріндегі сигналдарды бөлу жүйелерінен хабарларды үлестіру жүйелерінің айырмашылығы (ерекшелігі) болады.

Дискретті сигналдарды тарату кезінде әдетте көпарналық жүйелер пайдаланылады, олардағы арналар сигналдарды бөлудің әр түрлі әдістерінің көмегімен құралған арналар болып табылады. ДХТ жүйелерінде сигналдарды бөлудің келесі түрлері кеңінен пайдаланылады: кеңістіктік (К), жиіліктік (Ж), синхронды уақыттық (СУ), қисындастырылған (К) және асинхронды уақыттық (мекен-жайлық) (АУМЖ). Хабарларды үйлестіру жүйесінің (ХҮЖ) сигналдарды бөлу жүйесінен (СБЖ) айырмашылығы - СБЖ тарату жүйелерінде сигналдар бір-біріне бекітілген жұптарға бөлінетіндерінде. Хабарлар көзі – хабарларды алушы (ХК_І-ХА_І), ал ХҮЖ-де шақырушы ХК_І адресі мен шақырылушы ХА_J адресінің сәйкестігімен ХК_І-ХА_J үйлестігінде жүргізіледі (8.3-сурет).

Кеңістік бөлу бастапқы болып табылады, демек, байланыстың кез келген желісінің абоненттері дәл өздерінің кеңістіктік күйлерімен ажыратылатын болады. Кеңістіктен  өзге кез келген басқа бөлу қандай да бір түрлендірумен байланысқан. Мысалы, жиіліктік бөлу кеңістікті бөлінген арналарды жиілік бойынша бөлінген арналарға түрлендіреді («кеңістік-жиілік» түрлендіруі).

Байланыс техникасының дамуының бастапқы кезеңінде сигналдарды ТҮ (ПР) кеңістіктік коммутациясымен бірге үйлестірілді. Содан соң ЖБ және УБ бар тарату жүйелері пайда болды, ал коммутациялау кеңістік болып қала берді. Осы құбылыс екі еселенген түрлендіруге әкеліп соқтырды, мысалы, «жиілік-КҚ кірісіндегі кеңістік» және «кеңістік-оның шығысындағы жиілік». Демек, осындай түрлендіруден, яғни бөлу мен коммутациялаудың біртұтас әдістерін пайдаланудан мақсатқа сәйкесті қашқан жөн. Соңғысы, бірінші текті интеграция аталымына ие болды, екінші текті интеграциядан айырмашылығы келесіде, яғни хабарлардың әр алуан түрлерін тарату және коммутациялау жүйелерін біріктіреді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                 

 

 

 

 

 

 

 

8.3 –сурет. Хабарларды алушы (ХК_І-ХА_І), ал ХҮЖ-де шақырушы

 

Сигналдарды бөлуді бір түрінен келесісіне түрлендіру, бөлу немесе үлестіру тәсілдерінің бірін қарастырудан тұратын тарату және коммутациялау жүйелерін тұрғызуға мүмкіндік береді. Мысалы, қанша бағыттардан және қандай бөлу тәсілінен құралғанынан тәуелсіз таза уақыттық үлестіру жүйесі тұрғызылуы мүмкін. Шындығында, КҚ-сына n бағыттардан және олардың әрқайсысы N арналардан тұратын тізбектер кіреді делік. Бұл жағдайда, барлық nN арналар бір бөлу түріне, мысалы, уақыттыққа келтірілуі мүмкін.

Көптеген белгілеріне байланысты, дискретті хабарлардың сигналдарын үлестіруді жүргізуге болады, тәжірибелік қолданысқа кеңістік және уақыттық коммутация, және олардың үйлестірімділіктері ие болды. Тарату жүйелерінде кең қолданысқа ие ЖБ әдісі коммутациялау жүйесінде тәжірибелік қолданыс таппады, себебі барлық ұсынылған іске асырулардың барлығы да қымбат әрі қиын болып отыр. Ең тиімдісі ЖБ тарату жүйесі болып отыр, бұл жүйеге уақыттық коммутация сәйкес келеді, сондықтан да ДХТ жаңа желілерінде интеграциялау негізіне уақыттық әдіс кіреді.

Кеңістіктік тарату немесе үлестіру әдісін жүзеге асырушы құрылғылар, қолмен басқарылатын механикалық және электрмеханикалық қосқыштардан жазылған дайын бағдарлама бойынша (ЭЕМ) басқарылатын электрондық қосқыштарға дейінгі жолдың бәрін жүріп өтті. Осы құрылғылардың бәрі үшін, ортақ талап келесідей: кірістік және шығыстық арналардың қосылыстардың әрқайсысы үшін кеңістікте өзінің жолы орнатылады және ол басқа ешқандай да жолмен сәйкес келмейді. Бұл кезде, коммутацияның әрбір нүктесі қосылыс процесінде тек бір берілген қосылыс үшін пайдаланылады, мысалы кірістік і арнасымен шығыстық j арнасы. Сондықтан, кірістік (N) және шығыстық (М) арналардың үлкен саны кезіндегі коммутация нүктелерінің жалпы саны өте үлкен дәрежеде пропорционалды болады, яғни N:M болады. Үлестірудің уақытық жүйелерінде коммутацияның әрбір нүктесі көп еселі пайдаланылады, яғни уақыттың әр алуан аралықтарында ол арқылы өтуші әртүрлі арналар арасындағы хабарламалардың элементтері үшін ортақ болып табылады. Бұл коммутациялау нүктелерінің қажетті санын анағұрлым қысқартады және коммутациялық құрылғының (өрістің) көлемін біршама азайтуға ықпал етеді.

УБЖ бар жүйелерде ХК әрқайсысы үшін, тұрақты аралық (8.4, а және б суреттер) беріледі. Әдетте, дискреттік хабарлардың көздері бір қалыпты емес жұмыс істейтіндіктен (белсенді мерзімділіктері көбінесе 10 %-аз мәнді, ал кейде 1 %-тен аз уақытты құрайды), УБЖ уақыттық арнасында уақытық бос кесінділері қалып отырады. УБЖ бар жүйелерінен ерекшелігі, АУР бар жүйелер топтық арнадағы уақыт кесінділерді ХК-ң берілген мезетінде, белсенділердің арасында динамикалық үлестіріп отырады (8.4 суреттің а және в-сы).

8.4-сурет. УР (а), СУР(б), АУР(в) жүйелерінің уақыттық диаграммасы

 

СУР бар жүйелерінде жекелеген арналар қабылдағышта ерекшеленеді, топтық арнада олардың бекітілген уақыттық жағдайының негізгі белгісі болып табылады. АУР бар жүйелерінде бұл белгіні пайдалануға болмайтын себебі – хабарға арналардың әрқайсысы бойынша таратылушы арнайы ерекшелікті белгісі – мекен-жайды енгізуге тура келеді.

Сонымен бірге, хабарлардың синхронды және асинхронды үлестіру тәсілдері де болады.

Синхронды уақыттық үлестіру (СУҮ_n). Мұндай үлестіру кезінде әрбір арнаға (кірістік немесе шығыстық) белгілі бір уақыттық күй сәйкес келеді. Берілген арнаға сәйкес келуші хабардың элементтері топтық трактіде, бекітілген уақыттық үлестіруі бар КҚ-да қосу нүктесі арна емес, сызықтық трактілер біртұтас топтық трактіде бірігеді де, ал оның шығысында бөлінеді. СУР_n процесі арнаның уақыттық күйінің өзгеруіне әкеліп соқтырады. Мысалы, 2-ші арнаның 7-шімен « қосылысына » әрбір циклда 2-ші уақыттық позицияда хабардың элементтерін қабылдау мен 7-уақыттық позицияда таратылуы сәйкес келеді. Бұл уақыт бойынша ығысу 2-ші уақыттық позиция кезінде еске сақтау құрылғысында (ЕСҚ) хабарларды жазу жолымен жүргізіледі, ал оны есептеу

7-ші уақыттық позицияда өтеді. Хабарды еске сақтау бөлігі, мысалы, бірлік элемент болып табылады. СУР_n әдісі бойынша тұрғызылған коммутатор қамтамасыз етуі мүмкін арналар саны көп болған сайын, ЕСҚ-дағы « жазу-есептеу » циклының ұзақтығы аз және мәліметтерді тарату жылдамдығы да аз болады.

 

8.5 - сурет. Коммутациялау әдісі

 

Асинхронды уақыттық үлестіру (АУҮ_n). Осы үлестірудің негізіне жоғарыдығы үлестірулердің қағидалары кіреді: айырмашылығы тек АУҮ_n режимінде қосылушы элементтердің қайта адресациялауы жүреді: кірістік арнаның адресінің орнына қосылушы элемент БҚ-дан шығыстық арнаның адресін алады. АУҮ_n   коммутациялау торабы кірістік арна санына тең аймақтар саны бар жедел еске сақтау құрылғысынан (ЖЕСҚ) тұрады. Кірістік арнаның жадысының аймағына нөмірді теру сигналын басқарудың көмегімен шығатын арнаның кодасы жазылады. Берілген шығыстық арнада мекен-жай нышанын табу кезінде БҚ жадының берілген аймағынан ақпаратты санау сигналы беріледі. Санақ шығыстық арнаның мекен-жайы бойынша жүргізіледі, онда арнайы құрылғы мен қосылушы элемент қалыптасады. Ең қысқа қосушы элемент – мәндік мезет (ММ) болып табылады, ол элементте дискретті сигналдың мәндік позициясын алмастыру жүреді.

АУҮ_n  әр түрлі әдістері қандай да бір қатарды құрайды, онда бір әдіс келесісінен хабардың кесіндісінің бөліну немесе үлестірілу ұзындығымен ерекшеленеді (8.5- сурет). ММ және бірлік элементтерді үлестіру әдістері, әсіресе біріншісі (8.6,а- сурет), өз қасиеттері бойынша арналар коммутациясына (АК) жақын, ол кеңістіктік үлестіруде іске асырылады (8.6,б- сурет). Осылайша, АУҮ_n  әдісі барлық түрдегі коммутацияларды жүргізуге мүмкіндік беретіндіктен, яғни, мөлдір арналардан хабарға дейінгі, сондықтан бұл әдіс әмбебап болып табылады.

 

8.6 - сурет. ММ және (а) әдістері және арнаның  коммутациялау әдісі (б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Итеративті және каскадты кодалар туралы түсінік

 

Түрлі кодтардың қоректеуші қасиеттері де әр түрлі. Жақсырақ кодалауды алу үшін 2 немесе одан да көп кодтар комбинациясын қолдануға болады. Олар ақпараттық символдардың кесте түрінде орналастыру жолмен алынады. (9.1- кесте). Бұл кестенің әр жатық жолы да қандай да бір кодпен кодаланылады. Кестенің оң төменгі бұрышында орналасқан символдар тексергіш символдарды тексеру нәтижесінде пайда болады. Олар тік жолдар бойынша тексеру нәтижесінде тұрғызылу мүмкін және сонда тік жолдар бойынша және керісінше тексеруді қанағаттандырады.

Мысал ретінде, әр тік және жатық жол үшін жұптыққа бір рет тексеруі бар интерацияланатын кодын қарастырамыз (9.2-кесте). Мұндай код, тақ ретті қателіктерді және жалғыз қателіктерді ғана табуға мүмкіндік беретін жұптықты бір рет тексеретін кодпен салыстырғанда үлкен қоректендіруші қабілеті бар. Интеративті код барлық жалғыз қателіктерді түзетуге мүмкіндік береді, себебі қатесі бар тік жолмен жатық жолдың қиылысуы оның орнын көрсетеді.

Интерацияланған кодтың минималды кодалық қашықтығы интерациялайтын кодалардың кодалық қашықтықтарының көбейтіндісіне тең.

 

9.1-кесте. Итерацияланған кодтардың символдарының орналасуы

Ақпараттық символдар	Жатық жол бойынша символдар
Тік жол бойынша символдарды тексеру	Тексерулерді тексеру

 

9.2-кесте. Мысалы ретінде итерацияланған код

110011 11001 10001 11111 10000 00110	1 1 0 1 1 0
10010	0

 

Шынында да егер бір кодтық минималды салмағы w₁-ге ал басқасынікі w₂-ге тең болса, онда кодтардың көбейтіндісіне сәйкес келетін кодалық сөзде, нөлге тең емес элементтері бар әрбір жатық жолда ең болмаса w₁ нөлге тең емес  элементтері бар ең болмаса әр тік жолда w₂ нөлге тең емес элементтері болу керек. Яғни, онда w₁w₂ нөлге тең емес элементтер болу керек. Минималды кодалық қашықтық минималды салмаққа тең болғандықтан, қарастырып отырған кодтық кодалық қашықтығы d₀ = d₀₁ d₀₂=2*2=4. Сондықтан ең қарапайым итерацияланған қор есеслігі үшке дейінгі барлық қателіктерді табуға мүмкіндік береді. Ол сонымен бірге тақ еселікті барлық қателіктерді табады, сонымен қатар кез келген ұзындығы l = 1 қателіктерді табады, мұнда l жатық жол ұзындығы.

Итерацияланған кодтар қарапайым болғандықтан төменгі жиілікті ПД-да кең қолданылады.

Каскадты кодтар. Каскадты кодтар, итерацияланған сияқты екі немесе оданда көп кодтан тұрады, бірақ баспалдақты түрда құрылады: бір кодтық кодалық сөздері келесі баспалдақты коды үшін ақпаратты символдар болып табылады. Кодтың құрылуының каскадты принципі 9.1-суретте көрсетілген. Суретте көрсетілгеніміздей «ішкі кодер-дискретті арна-ішкі декодер» жүйесін 2^N сөздігі бар, ішкі кодер және декодерге қатысты кеңейтілген ішкі арна жасайды, мұнда N –ішкі код разрядтығы. Егер ішкі кодтық разрядтағы n-ге тең болса, онда каскадты кодтық разрядтығы N₀=nN, және ол 2^N_n кодалық сөзден тұрады. Каскадты кодпен кодалау процедурасы келесі: ақпаратты символдар бойынша, К₂ кодблоққа бөлінеді. К₁ символан тұратын әр кодблок GF(2^K1) өрісінің элементі сияқты жазылады, оның нәтижесінде GF(2^K1) өрісінің үстінде К₂ символдардан тұратын вектор пайда болады.

9.1- сурет. Каскадты коданы тұрғызу принципі

 

GF(2 ^K1) үстіндегі алынған вектор, К₂ ақпараттық символдары бар, n₂ GF(2 ^K2) өрісінің үстінде кейбір сызықты кодтық ақпаратты векторы сияқты қарастырылады. Кодалану нәтижесінде екінші деңгейі кодының кодалық сөзі пайда болады, яғни GF(2^K1) үстінде ұзындығы n₂ вектор пайда болады. Екінші баспалдақ кодының n₂ символдарының әр қайсысы, К₁ ұзындығының векторы сияқты көрсетіледі және бірінші баспалдақты (n₁ K₁) кодымен кодаланылады. Нәтижесінде ұзындығы n=n₁ n₂ кодалық сөз пайда болады, ол каскадты кодтың кодалық сөзі болып табылады.

9.2 - сурет. Каскадты кодамен кодалау әдісі

 

Каскадтың кодалар сызықты болатыны және d₀ кодалық қашықтық, бірінші және екінші кодалардың кодалық қашықтығының көбейтіндісінен кем екені көрсетілген: d₀ ≥d₀₁d₀₂; n=n₁ n₂; k=k₁ k₂.

Каскадтық кодалардың артықшылықтары олардың техникалық жүзеге асуының салыстырмалы күрделі еместігі және тек тәуелсіз қателіктерді ғана емес, қателіктер пакетін түзету мүмкіндігі болып табылады. Бұл ішкі код ретінде жалғыз қателіктерді түзетуші код, ал сыртқы код ретінде қателіктер пакетін тауып түзетуші қор қолданылу есебінен қолжеткізуге болады. Толығымен каскадты кодтар зерттелген, онда ішкі болып Хемминг коды табылады, ал сыртқы Ридсоломон кодтары болып табылады .

Каскадты декодалау принципі бұзылған телеграмма алушы әсеріне ұқсас: егер сөзде де бөлек қателер болса да, олар сол сөздің әріптері есебінде табылып түзетілуі мүмкін (ішкі кодалау), ал егер қателікте пакеттерінен бөлек сөздер өте бұзылса, ондай мұндай қателіктерді басқа сөздер немесе толық мәтіннің көмегімен түзетуге болады (сыртқы кодалау).

 

Үзіліссіз кодалар туралы түсінік.

Үзілісіз кодада кодалау және декодалау операциялары ақпараттың символдарды блоктарға бөлмей тізбектілігінің үстінде үзіліссіз жүреді. Бұндай кодаларға тізбекті және оралмалы (үйірткілі) жатады. Бұл кодтар қателіктер қорабын тауып түзету үшін қолданылады. Оралмалы кодтар үшін олардың техникалық іске асуын жеңілдететін тізбекті декодалаудың арнайы процедуралары зерттелінген.

Тізбектік код. Бұл кодта, әрбір ақпараттық элементтен кейін тексеруші элемент жүреді. Тексеруші элементтер, l қосу қадамына бір-бірінен қалатын, екі ақпаратты элементтер модулі бойынша қосу жолымен құрылады. L қадамы  тексеруші элемент құратын екі ақпараттың элементтер арасындағы қашықтық.

Бір-бірінен l-ді қосу қадамына қалатын ақпараттың тізбектілігі a₀,a₁,…a_l,a_l+1,…,a_2l+1,… арқылы белгілейміз. Таратулардың белгілеріне қарағанда тексеруші разрядтарды b арқылы белгілейміз. (a₀,a₁),(a₁,a_l+1) ақпараттың элементтерінің ережесі бойынша, келесі тексеруші элементтер құрылады.

                                         b_0,l=a₀Å a_l ; b_1,l+1=a₁Å a_l+1,…,

 

                                         b_l+1,2l+1=a_l+1Å a_2l+1                                                  (9.1)                                         

 

Мұндай кодтың артықшылығы 0.5 тең қабылдайтын кодалық тізбектіліктің декодалану процесі тексеруші элементтерді құру принципімен анықталады және келесідей: қабылдауда бөлек ақпараттың разрядтардың қабылданған тізбектілігінен, белгілі кодалау ережесі бойынша жаңа тексеруші разрядтар құрылады.

Әрбір құрылғыдан тексеруші разряд екі модуль бойынша салыстырылады. Қателер жоқ болғанда, қабылданған және есептелген тексеруші разрядтар ұқсайды. Қателердің бар болуы осы разрядтардың сәйкес келмеуіне әкеледі. Тізбектік кодтың түзетуші (корректерлеуші) мүмкіндіктері l қосу қадамына тәуелді. Оның өзгертіп, t_и.ош =2*l  ұзындықты, қателікті түзетуші код тұрғызуға болады. Егер әр тексеруші элемент, байланыс арнасына берер алдында tτ₀c уақытқа кідірілсе және жақын орналасқан қателіктер қорабы  жоқ. Т интервалымен  бөлінсе, қосу қадамы l болғанда, код ұзындығы t қателіктер қорабын түзетеді. Осы кезде T=6l+1, t=(3l+1)τ₀ , мұндағы τ₀ – бірлік элемент ұзындығы.

Қарастырылған тізбектік код, көп артықшылық есебінен салыстырмалы түрде оңай қателіктер қорабын тауып түзетуге  мүмкіндік береді. Қосу қадамын өзгерте отырып, байланыс арнасында қателіктер сипатаммасымен кодтың корректеуші қабілетін сәйкестендіруге болады.

Оралмалы кодтар. Қарастырылған тізбектік код  кодтардың қарапайым жағдайы болып табылады. Оралмалы кодалау негізіне, кодалаушы құрылғы- ның кірісіне  үзіліссіз түсетін, тексеруші элементтердің ақпараттық тізбектілік элементтерін сызықты комбинациясымен құрылу принципі қойылған. Оралмалы кодтардың жылдамдығы k/n болуы мүмкін. Оралмалы кодтың кодерінде k кіріс және n шығысы бар. Бұл кодтар бөлінетін және бөлінбейтін болуы мүмкін. Соңғы жағдайда уақыттың әрбір дискретті моментінде кодалаушы құрылғы кірісіне k ақпараттың символдары түседі, ал шығысынан n символдар есептелінеді, олардың ішінде k символдар ақпараттық, ал қалғандары n ақпараттың тізбектіліктің сызықтық комбинациясы болады және олар тексеруші элементтердің тізбектілігін құрайды. Егер ақпаратты тек бір арнамен берсе, онда кодалаушы құрылғымен шығысына арнайы коммутациялану сұлбасы қосылады. Кіріс ақпараттың тізбектіліктерін k номиналдар түрінде көрсетейік.

A^(α)…….

Шығыс тексеруші тізбектілікті n-k номиналдар түрінде көрсетуге болады.

B⁽¹⁾(x) …..

Оралмалы кодада тексеруші тізбектіліктер ақпараттың тізбектіліктің сызықты комбинациясы болғандықтан, көпмүше алгебрасына сәйкес тексеруші тізбектілік келесі түрде жазыла алады.

 

                                        B⁽¹⁾(x) …..,                                                             (9.2)       

 

мұнда j=1,2…n-k   G^(j)(x) ….. 2^(j)(x)

Номиналдары құрушы деп аталынады ( циклдық кодтар терминологиясы бойынша).

Егер r құрушы полиномдардың ең үлкен деңгейде болса, онда кез келген ақпараттық элемент r+1 такт бойы B^(j)(x) тексеруші тізбектілігіне әсер етеді. Осы уақыт бойы кодалаушы құрылғы шығысынан m=n(r+1) символдар саналады. M шамасын оралмалы кодтың шектеуі деп атайды. Хабар беру жылдамдығы k/n оралмалы кодтар үшін құрушы полиномдар саны k(n-k) –ға тең. Оралмалы кодтың бастапқы кодалық сөзі деп кодалаушы құрылғы шығысындағы бірінші символдар жиынтығын атайды.

Кодалау принципін түсіндіру үшін, кода жылдамдығы k/n=1/2 тең жағдайды қарастырамыз. Онда құрушы полиномдар саны k(n-k)=1 ,r дәрежелі құрушы полином аламыз.

G(x)= …..=0.1.

Кодер кірісіне ақпараттың тізбектілік а₀,а₁,а₂… түскенде, шығысында бастапқы мен сәйкес келетін а₀,а₁,а₂… ақпараттың тізбектілік және b₀,b₁,b₂ тексеруші тізбектілікті аламыз. Бұл тізбектіліктерді номиналдар түрінде көрсетіп және (9.2) қолдана отырып, келесіні аламыз

 

                                        B(x)=G(x)A(x).                                                      (9.3)       

                                                                                         

Осылай, B(x) көбейтуді есептегенде кодалаудың мәні көбейту операциясы GF(2) өрісінде болғанын ескере отырып, B(x) есептеу екі модулі бойынша  регистр және сумматордан тұратын сызықты көп тактты сүзгімен іске асырылады ( бірақ кері байланыссыз). Тексеруші элементтер мәні келесі өрнекпен анықталады

                                        b_j=……                                                                  (9.4)  

                                      

егер қаралушы құрылғы кірісіне кезекпен ақпаратты символдар түссе, онда (9.3) мен сәйкес тексеруші b_j разрядтар келесідей құрылады

 

                                        b₀=p₀a₀

                                        b₁=p₁a₁.                                                                   (9.5)

                                          

Тексеруші разрядтар әр аппараттың разрядтық екі модулі бойынша қосумен жүреді. Осындай рекуррентті процедура, бұл кодтардың үзіліссіз деген атын түсіндіреді. Оралмалы кодтың құрылымы толығымен құрылатын полиноммен анықталады.

Декодалағанда қабылданған ақпараттың және тексеруші символдар тізбектілігі қателіктер салдарынан берілгеннен ерекшеленуі мүмкін. Оралмалы кодтың декодалануы келесідей жүзеге асыралады: қабылданған ақпараттың тізбектілік хабар берудегідей кодаланады, содан кейін қабылданған тексеруші тізбектілікпен екі модуль бойынша қосылу орындалады нәтижесінде қателік түзетуге болатын корректеуші түзбектеліп пайда болады. Декодалау процессінің түрлі процедуралары бар, олардың ішіндегі ең тиімдісі Возенкрафт-Фано алгоритмі. Оралмалы кодалардың қасиетімен толығымен танысуға болады.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 СТҚ-ның  синхронды  және  старстопты  жүйелерiндегi  синхронизация

 

Жалпы  жағдай.  Cинхронизация - екi немесе одан да көп процестер арасындағы белгiлi бiр уақыттық ара қатынасты орнату және ұстап тұру процесi. Олар элементтiк, топтық және циклдiк синхронизация болып бөлiнедi.

Элементтiк синхронизация – қабылдауда бiр бiрлiк элементi басқадан бөлуге мүмкiндiк бередi және оны тiркеуге жақсы жағдай жасауды қамтамасыз етедi .

Топтық синхронизация – қабылданған тiзбектi кодтық комбинацияларға дұрыс бөлудi қамтамасыз етедi.

Циклдiк синхронизация - кiрiсте уақытша бiрiккен элементтердiң циклдерiнiң дұрыс бөлiнуiн қамтамасыз етедi.

 Синхронды жүйелердегi синхронизация берудiң асинхрондық әдiсiнде таратқыш t_о ұзақтықты, бiрлiк интервалға тең сигналмен элементтердi үзiлiссiз қалыптастырады. Элементтер конмбинацияға Т_к ұзақтықпен бiрiктiрiледi. Таратқыштың қосылуының бастапқы мезетiн бiле отырып кез келген бiрлiк элементтiң келу уақытын анықтауға болады, кодтық комбинацияға бiрлiк элементтiң санын бiле отырып, бiр кодалық комбинациядан екiншiнi оңай айыруға болады.

Таратқыштың және қабылдағыштың үлестiрушiлерiнiң синхронды жұмысы автоматты ұсталады.

Бұл  генератордың  жиiлiгi  мүмкiндiгiнше  берiлу  генераторының  жилiгiмен  сәйкес  келу  керек. Беруi  БГ  жиiлiгi  f_т  шамаға  тең  болсын. Кiрiсiнде  БГ  жиiлiгi  тұрақсыздық  әсерiнен  f_т  номинал  мәнiнен  ∆f  мәнiне  ауытқып  мүмкiн (тұрақсыздық  коэффициентi  k=∆f/f_H). Қабылдаудағы  БГ  жилiгi  тұрақсыздық  әсерiнен  кетуi  тактiлiк  тiзбектiң  идеалды  жағдайынан  ауытқуына  әкелiп  соғады, сонымен  қатар  уақыт  өткен  сайын  фаза  бойынша  таралу  жиналады  t₀=0  уақыт  мезетiнде  тактiлiк  тiзбек  идеалымен  сәйкес  келедi  деп  алайық.

f₁=1/(T-∆T)

мұндағы Т=τ₀ ,    f₂=1/(Т+ΔТ)  болсын

τ₀/ΔТ = n  бiрлiк  интервалы  үшiн  фаза  бойынша  таралу  ε = 1  жетедi. Берудiң  стартстопты  әдiсiнде  элементтер  бойынша  және  топтық  синхронизация  кезiндегi  ерекшелiктер. Стартстопты  жұмыс  кезiнде  әрбiр  кодтық  комбинация  кодтық  элементтер  болатын  элементтен  басталады. әрбiр  кодтық  комбинация  стоптық  (токтық)  элементпен  аяқталады.  Кiрiс  үлестiрушi  старттық  элементпен  жiберiледi  және  стоптық  посылка  түскен  кезде  тоқталады. Идеалды  жағдайға  байланысты  старстопты  цикл   Т_ст  уақытында  бiрлiк  элементтердi  стробтау  әдiсiмен  тiркеуі  үшiн  қолданылатын  синхроимпульстердi  максимал  ауытқуын  табамыз. Ол  мына  өрнекпен  анықталады

 

Δt_max =  (n+1) kr₀

мұндағы  (n+1)-кодалық  комбинация  ұзындығы.

Синхроимпульстiң  ауытқуының  шамасы: ε_max  =Δt_max /τ₀ = (n+1) k старстоптық  әдiстiң  ерекшелiгi  синхронизмге  тез (вхождение)  кiрiп  кетуi  және  таратқыштың  аритiмдiк  жұмысының  мүмкiндiгi  болып  табылады.  Бiрақ  стартстопты  әдiсте  тұтынушыға  ақпаратты  апармайтын  кодалық  комбинацияның  «бастау (старт)» және  «тоқтау (стоп)»  элементтерiнiң  құрамына  кiру  есебiнен  кодтық  өткiзу  мүмкiншiлiгi  кiрмейдi. Бұдан  басқа  стартстопттық  тәсiл  телеграфттық  байланыста  және  аз  жылдамдықты  мәлiметтердi  беру  жүйелерiнде  қолданылады. 300  Бод  жоғары  жылдамдық пен  жұмыста  тек  синхронды  беру  тәсiлi  қарастырылады.

 

10.1- сурет. Синхронды байланыс сұлбасы

 

1. Элемент бойынша, топтық және циклдық синхронизация түсініктерін анықтау.

Екі немесе одан да көп процестердің арасындағы анықталған уақыттық қатынастарды ұстап тұру және орнату процесін синхронизация деп атайды. Элемент бойынша, топтық және циклдық синхронизация түрлері болады. 17654-79 МемСТ-қа сәйкесті элемент бойынша, топтық және циклдық синхронизация дегеніміз таратылған және қабылданған мәліметтердің цифрлық сигналдарының синхронизациясы. Элемент бойынша синхронизация қабылдау жағында бір бірлік элементті келесісінен дұрыс бөліп алуға мүмкіндік береді және оны тіркеуді қамтамасыз етеді. Топтық синхронизация қабылданған тізбектілікті кодалық комбинацияға дұрыс бөлуді қамтамасыз етеді, ал циклдық синхронизация – қабылдау жағындағы уақытпен біріккен элементтерді циклға дұрыс бөлу. Жалпы алғанда, циклдық және топтық синхронизациялардың есептері бір және сол әдіспен шешіледі.

Енді элемент бойынша және топтық синхронизациялардың ерекшекліктерін синхронды және стартстопты жүйелерде қарастырайық.

Синхронды жүйелердегі синхронизация. Синхронды тарату әдісі кезінде таратқыш бірлік аралыққа тең, τ₀ ұзындықты сигналды элементтерін үздіксіз қалыптастырады (10.2, а - сурет). Элементтер комбинацияда Т_к ұзындықпен біріктіріледі. Таратқышты қосудың басының мезетін t₀ біле отырып, кез келген бірлік элементтің келу уақытын анықтауға болады, ал кодалық комбинацияның бірлік элементтерінің санын біле отырып, оңай ғана бір кодалық комбинацияны келесісінен бөліп алуға болады. 10.2, б, в- суретте импульстер көрсетілген, олар бір элементті келесісінен және бір элементтер тобын келесісінен бөлуші болып табылады. Элементтер пайда болатын уақыт аралықтарын анықтай отырып, сигналдың ең тұрақты элементтерінің келу уақытын дәл жорамалдауға болады. Осы бөліктегі сигналды тіркей отырып, элементті дұрыс емес қабылдаудың ықтималдығын төмендетуге болады.

Әдетте,таратқыш пен қабылдағыштың үлестіргішінің синхронды жұмысы автоматты түрде ұсталып тұрады. Бұл үшін қабылдағышта қажеттілік шарасына байланысты қабылдағыштың беруші генераторының (БГ) жиілігін реттеу сигналдары өндіріледі. Бұл генератордың жиілігі мүмкіндігінше тарату генераторының жиілігімен сәйкес келеді. БГ- ның жиілігі f_БГ қабылдау жағында номиналды f_н болады. Қабылдау жағындағы БГ-ң жиілігі тұрақсыздықтың салдарынан, номиналды мәннен f_н Δf шамасына ауытқуы мүмкін (тұрақсыздық коэффициенті  k=). Қабылдау жағындағы БГ-ң жиілігінің кетуі немесе жоғалуы тактілік тізбектіліктің идеалды жағдайдан ауытқуына әкеліп соқтырады, яғни, бұл уақыт өте келе фаза бойынша шашыраудың жиналуына әкеліп соқтырады.

 

10.2 – сурет. Кодтық комбинациялық элементтердің синхронды беру әдісі кезіндегі құрылуы

 

2. Элемент бойынша синхронизациялау құрылғыларына қойылатын талаптар.

Элемент бойынша синхронизациялау құрылғыларына келесі талаптар қойылады:

1.              Синхронизациялаудың жоғарғы дәлдігі. Идеалдық синхронизациялауға сәйкесті мезеттерден синхроимпульстердің (тактілік импульстердің) салыстырмалы рұқсат етілетін ауытқуы келесі мәнге тең болуы қажет: ε_{рұқс.ет.}=_{_}⁺ 3%;

2.              Синхронизмге кірудің уақытының аз болуы, яғни алғашқы қосу кезінде де, сонымен бірге байланыс үзілісінен кейін де;

3.              Бөгеуілдер мен байланыстың қысқа уақытты үзілістері бар болған кезіндегі синхронизмнің сақталуы;

4.              Таратылушы хабардың статикалық құрылымынан синхронизация дәлдігінің тәуелсіздігі;      

Жоғарыда аталған талаптар қарама-қайшы. Алайда, сигналдардың рационалды құрылымын таңдау және синхронизациялау құрылғыларының тиімді параметрлерін таңдау жолымен синхронизацияның қажетті дәлдігін алуға болады.

Элемент бойынша синхронизация автономды немесе дербес тәуелсіз көз – уақыт эталонын сақтаушы және күштеу синхронизацияның әдістерін пайдалану есебінен жүзеге асырылуы да әбден мүмкін. Бірінші тәсіл келесі жағдайларда ғана қолданылуы мүмкін, яғни байланыс сеансының уақыты кезінде, байланысқа кіру уақытын қоса есептегенде, синхронизацияны сақтау уақыттан аспаған кезінде болады. Дербес көз ретінде, жоғарғы тұрақтылығы бар жергілікті генераторды пайдалануға болады.

Күштеу синхронизациясының әдістері жекеленген арнаны (олар арқылы жергілікті генераторды реттеу үшін қажетті импульстер таратылады) пайдалануға немесе жұмыстық (ақпараттық) тізбектілікті қолданып жұмыс істеуге негізделген. Бірінші тәсілді қолданып жұмыс істеу қосымша синхроарнаны бөлу есебінен, жұмыстық арнаның өткізу қабілеттігін төмендетуді қажет етеді. Сондықтан, тәжірибеде көбінесе екінші әдіс қолданылады.

Синхронизациялау құрылғылары тактілік импульстерді қалыптастыру тәсілі бойынша, яғни күштеу синхронизациясы бар құрылғы ашық (кері байланыссыз) және жабық (кері байланыспен) түрлеріне бөлінеді. Бірінші түрінде синхросигналдар элементтердің ақпараттық тізбектілігінен тікелей бөлініп шығады. Ал жабық синхронизациялау құрылғыларды байланыстық орта және төменгі жылдамдықты жүйелерінде кеңінен пайдаланылады.

 

Топтық  синхронизацияның  маркерсiз  әдiсi.

Топтық  синхронизацияның   маркерсiз  әдiсiн  берудi  тек  синхронды  әдiсте  қолдануға   болады .  Алғашында  қабылдау  үлестiрушiсi  жiберiлдi.  ФК-ң  кодалаушысы  деп  аталатын  және  ФК-ң  датчигiнде  қалыптасатын  арнайы  кодтық  комбинациядан  жасалады.  Бастапқы  жағдайда  хабар  көзi  (ИС)  басқару  құрылғысымен БҚ (УУ) блокталған   және  берудiң  Р­_пер  n-элементi  таратқыш  көмегiмен  фазалаушы  кодалық  комбинация  берiледi.  Берудi  үлестiргiш  қарапайым  жағдайда  контактiлi  топтан  және  циклдан  тұратын  құралдан  тұрады. Щетка  көмегiмен  беруде  хобардың  элементтерiн  санау  және  қабылдау  үлестiргiш  ұяшығына  сәйкес  жазуға  болады.  ФК  қабылдағыштың  кiрiсiнде  тiркеледi.  Егер  қабылдағыш  таратқышпен  фазаланбаған  болса,  онда  ФК  тiркелмейдi.  Цикл  соңында  қабылдағыштың  басқару  құрылғысында  қабылдағыштық  құрылғысын  түзетедi.  Бұл  түзету  қабылдағыш  таратқышпен  фазаланғанға  дейiн  бола  бередi.  Қабылдағыш  фазаланғаннан  кейiн  таратқыш  синхронизацияланған  кодалық   комбинацияны  бере  бастайды. 

Маркерсiз  әдiстiң  кемшiлiгi: топтық  синхронизацияның  кез  келген  бұзылуы  кезiнде информация  берудi  аяқтау  қажеттiгi;  таратқышқа  қатысты  қабылдағыштың  синхронизмiн  тұрақты  бақылаудың  болмауы;  қабылдағыштың  синхронсыздануы  туралы  ақпараттың  берiлуi  үшiн  керi  каналдың  бар  болу  қажеттiгi.

Маркерсiз  әдiстiң  артықшылығы: фазалау  синхронизацияны  беруде  жылдамдықты  азайтусыз  iске  асырылады.

 

 

 

10.3 - сурет. Топтық синхронизацияның маркерсіз әдісі кезіндегі байланысты орнату сұлбасы (а) және құрылғының жұмыс жасағандағы уақыттық диаграммасы (б)

 

Топтық  синхронизацияның  маркерлiк  әдiсi.

Маркерсiз  әдiстi  синхрондықта  стартстоптық  әдiсiнде  қолдануға  болады. Суретте  топтық  синхронизацияның  маркерлiк  әдiсi  қолданылған  синхрондық  жүйенiң  құрылымдық  сұлбасы  және  оның  уақыттық  диаграммасы  көрсетiлген.

Құрылғының  жұмыс  iстеу  алгоритмi  келесiдей.  Хабар  көзден  жинағышқа және  үлестiрiм  щетка  көмегiмен  байланыс  арнасына түседi.  Құрылғының  жұмыс  iстеу  алгоритмi  келесiдей.  Хабар  көзден  жинағышқа  түседi  және  үлестiрiм  щетка  көмегiмен  байланыс  арнада n-элементтер саналады (n+1) –ші датчиктен маркерге түсетін элементтері саналады.

Қабылдауда  қабылдағыштың  үлестiргiш  щетка  көмегiмен  кодалық  комбинацияда  Н_пр  ға  элементтен  соң  элемент  жазылады . Үлестiргiштiң  (n+1) –шi  шығысына  маркердiң  қабылдағышы  қосылған  оның  шығысы  басқару  құрылғысымен  БҚ, жалғанған. Үлестiргiштен  фаза  бойынша  тарағанда  маркер  қабылдағыштың  маркерiне  түспейдi БҚ қабылдаудың  үлестiргiш  щеткасын  бiр  қадамға  ығыстырады.

Түзетудiң  адымды саны  қабылдаудың  үлестiргiш  щеткасының  бастапқы  жағдайынан  анықталады (таратқыш  пен  қабылдағыштың  арасындағы  фаза  бойынша  таралуымен). Қабылдаудың  үлестiргiш  щеткасының  араласуы  маркердің  қабылдағышты  фазалаушы  шамасына  тiркелгенге  дейiн  жүре  бередi.

Бұл  жүйенiң  негiзгi  ерекшелiгi  маркер  элементтер  жинағынан  тұрады. әрбiр  стартстопты  кодтық  комбинация  басталатын  «старт»  элементiнен  және  кодттық  комбинация  аяқталатын  « стоп » элементтерiнен  тұрады.

Бiрiктiру  СО  және  болу  СР  сұлба  көмегiмен  маркер  сигналының  және  ақпарат  бөлiктерiн  бiрiктiру  және  тарату  жүйесіне  асады. Топтық  синхронизацияның  маркерлік  әдiсiнiң  артықшылығы  ақпаратты  беру  кезiнде  таратқыш  пен  қабылдағыш  синхронизмiн  әрдайым  бақылап  тұру, ал  

кемшiлiгi маркерсiзге  қарағанда  ақпаратты  беруде  ақпараттық  жылдамдық тың көп  төмендеуi. Сонымен  ДХТ –дың  орта  немесе  жоғары  жылдамдықты  жүйелерiнде  синхронды  әдiс  қолданылады. Синхронизацияның  стартстопты   әдiсi  телеграфта  ақпараттарда, сонымен  қатар  механикалық  электрондық  және  төменгi  жылдамдықты  ДХТ  жүйелерiнде  қолданылады.

 

10.4-сурет.Топтық синхронизацияның маркерлік әдісі кезіндегі байланысты орнату сұлбасы (а)      

 

Элемент  бойынша  синхронизацияға  қойылатын  талаптар.

1.Синхронизацияның  үлкен  дәлдiгi.

Синхронизацияның  (тактiлiк)  идеалды  синхронизацияға  дәл  келетiн  моменттерден  мүмкiн  болатын  салыстырмалы  ауытқуы  ε_доп = ±3%

2.Бастапқы  қосылған  кездегi  сияқты, сонымен  қатар  қосылғаннан  кейiн  де байланыс  үзiлген синхронизмге  кiру  уақыты  аз  болуы  керек.

3.Байланыстың  аз  уақыт  үзiлуi  кезiнде  синхронизмдi  сақтау.

4.Берiлген  хабардың  статистикалық  құрылымынан синхронизация  дәлдiгi  тәуелсiз  болуы  керек.

 

Элементтер  бойынша  синхронизация  әдiсi. Синхронизация                                                                           әдiстерiнiң  классификациясы.

Элементтiк  және  автономды  көздердi  қолдану  есебiмен  жүзеге  асады.

Уақыт  эталонын  сақтаушы  және  синхронизация  әдiстерi. Бiрiншi  әдiс, байланысқа  кiру  уақытын  қосқандағы  байланыс  сеанс  уақыты  синхронизацияны  сақтау  уақытынан  аспаған  жағдайда  ғана  қолданылады. Автономды  көздер  ретiнде  жоғары  тұрақтылықты  жергiлiктi  генераторды  қолдануға  болады. Ерiксiз  синхронизация  әдiсi  жеке  каналды  (жергiлiктi  генераторды  түзету  үшiн  импульстер  берiлетiн)  немесе  жүйелiк  жұмысты  (информациялық)  қолдануға  негiзделген.

Ерiксiз  синхронизациялы  синхронизация  құрылғысында  тактiлiк  импульстерді  түрлендiру  әдiсi  бойынша  алшақталған  (керi  байланыссыз)  және  тұйықталған    ( керi  байланысты)  болып  екiге  бөлiнедi.

Синхронизация әдістерін жіктеу элементтер бойынша синхронизацияны автономды көз уақыт эталонын сақтаушы мен мәжбүрлі синхронизациялау әдістері есебінен қамтамасыз етуге болады. Бірінші әдіс байланысқа кіру уақытын қосқанда  байланыс сеансының уақытын синхронизацияны сақтау уақытынан аспайтындай кезде  қолданылады. Автономды көз ретінде жоғары  түрлауландырғыштар жергілікті генератор қолдануға болады.

Мәжбүрлі синхронизация әдістері бөлек арна (онымен жергілікті генераторды реттеуге қажет импульстер беріледі) немесе жұмыстық (ақпараттық) тізбекті пайдалануға негізделген. Алғашқы әдісті пайдалану жұмыстық арнаның өткізу қабілетін қосымша синхроарнаны бөлу есебінен төмендетуді талап етеді. Сондықтан іс жүзінде екінші әдіс қолданылады. Тактілік импульстерді қалыптастыру әдісі бойынша мәжбүрлі синхронизацияны синхронизациялау құрылғылары  ажыратылған (кері байланыссыз) және тұйықталған (кері байланысуы) болып бөлінеді.

 

Элементтік синхронизацияның ажыратылған құрылғылары. Синхронизацияның ажыратылған (резонанстық) құрылғыларына (10.4- сурет) синхросигналдар (тактілік импульстер) элементтердің ақпараттық тізбегінен тура бөлінеді. Синхроимпульстердің қалыптасуы жиілігі f=1/τ₀ сигналды элементтердің қабылданған тізбегінен элементтерді келтіру үшін жиілігі 2fт=1/ τ₀ болатын жоғары таңдамалы резонанстық контур көмегімен бөліп  алу үшін сигналдың сызықты емес түрлендіргіштерін қолданылады.

 

10.5-сурет. Элементтік синхронизацияның ажыратылған құрылғыларының құрылымдық   сұлбасы

 

Резонанстық синхронизация құрылғысының құрылымдық сұлбасы келтірілген, ал 10.5 - суретте оның жұмыс кезіндегі уақыттық диаграммасы келтірілген.

 

10.6 - сурет. Элементтік синхронизацияның ажыратылған   құрылғыларының жұмыс кезіндегі уақыттық диаграммасы

 

Ақпараттық тізбектің сигналдары бірлік элементтердің фронттарына сәйкес келетін  импульстердің қалыптастырғышына келіп түседі ММ-ге сәйкес келетін импульстер ұзақтылығы τ₀ /2 болатын сигалдарды қалыптасыратын импульсті кеңейткішке (бір вибратор) келіп түседі. Тар жолақты сүзгі көмегімен құрылғының күшейткіш шектегішімен шектеліп, күшейтілетін жиілігі 2fт       гармоникалық тербеліс бөлінеді.

Синхронизацияның резонанстық құрылғыларында резонанстық таржолақты сүзгі- тербелмелі контурдың негізгі түйіні болып табылады. Контурдың кірісінде әсер етуші әрбір импульс оның шығысында жиілігі  2fт өшетін гармоникалық тербеліс тудырады. Контур шығысында кернеудің амплитудасы, осы импульстердің тізбелік жиілігінен, яғни таратылатын тізбектің статистикалық құрылымына байланысты. Жоғарғы кернеу 1:1 түрлі тізбекті қабылдау кезінде пайда болады. Кездейсоқ шектік бұрмаланулар контурлар мен орталанады.

Контурдағы тербеліс периодының математикалық үміті  а= τ₀ мен дисперсиясы σ=f(σ. Q) болатын кездейсоқ шама ретінде қарастырылады, мұнда σ -шеттен бұрмаланулардың орташ аквадраттық ауытқуы,  Q -сүзгінің беріктігі. Үзілістерде контурдың кірісіне импульстер түсуінің тоқтатылуы оның шығысында тербелістердің өшу процессін тудырады. Егер импульстер  контур тербелісінің өшу уақытынан аз болатын интервалдарға жұмыс істесе, оның шығысында амплитуда қалыптасатын мәнге дейін өседі.

1:1 түрлі комбинацияны қабылдағанда резонанстық жүйелердегі синхронизмге кіру уақыты t = Q τ₀ , ал мәтінді қабылдағанда t = 2Q τ₀ құрайды.

Егер t_c уақытынан кейін импульстер контурге келіп түспесе, оның шығысындағы тербелістер толығымен өшеді, мұның өзі аппаратура жұмысының толықтай тоқтатылуына алып келеді. Q өсуімен синхронизация дәлдігі артады, ал синхроимпульстер фазасының девиациясы кемиді басқа жағынан, Q-өсуі синхронизация уақытының өсуіне әкеледі. Q шамасы ажыратылған жүйелер үшін 80...120 болады. В=1200 Бод кезінде t_с=83 мс            резонанстық жүйелердің артықшылықтарына  іс жүзіне асырудың қарапайымдылығын жатқызсақ, кемшіліктеріне синхронизация дәлдігі мәтіннің статистикалық құрылымына қатты тәуелділігі мен бірлік элементтердің бұрмалануын, байланыстың аз уақытты үзілістері кезінде  синхронизмнің бұзылуын жатқызамыз.

Казіргі уақытта мәтіннің статистикалық құрылымының синхронизмін қолдау дәлдігі мен уақытына әсерін кеміту үшін скремлерлеу пайдаланылады. Осымен бірге таратылатын тізбекке псевдокездейсоқ тізбекті салады, ал қабылдау кезінде қабылданған сигналдан берілген тізбекті бөліп алу жүзеге асырылады. Мұндай типті синхронизация құрылғылары дисктетті хабарды таратудың жоғарғы жылдамдықты жүйелерінде қолданыс тапқан.

 

Элементті  синхронизацияның  тұйықталған  құрылғылары.

Синхронизацияның тұйықталған құрылғылары байланыстың төменгі және орта жылдамдықты жүйелерінде кең қолданады.

Синхронизацияның тұйықталған құрылғылары екі ішкі класқа бөлінеді: синхроимпульстер генераторына тура әсер және жанама әсерлі болып бөлінеді. Жалпылама құрылымдық сұлбасы 10.7- суретте көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

 

10.7-сурет. Синхронизацияның тұйықталған құрылғысының құрылымдық сұлбасы

 

Фазалық дискриминаторда ФД қабылданатын сигналдың мәнді мезеттерінің БГ  тактілік импульстермен (ТИ) фаза бойынша салыстырылуы жүзеге асырылады. Фаза бойынша таралу кезінде БГ жиілігін өзгертетін басқарушы сигнал өндіріледі. Егер, бұл кезде  Т -ге ММ-нан бұрын пайда болса, БГ жиілігі кемиді.

Генератор жиіліктеріне тура әсері бар синхронизация құрылғыларының басқару әдісі бойынша 2-топқа бөлінеді: дискретті (релелі) басқарулы құрылғылар, мұнда басқарушы құрылғы басқарушы сигналды уақыт бойынша дискретті өзгертеді. Келтірулер арасындағы интервалдарда басқарушы сигнал тұрақты болып қалады да, фаза бойынша таралу шамасына тәуелді болады.

Құрамында фронттары қалыптастырушы (ФВ)  терістегіш және логикалық И1 және И2 элементтері қолданылған. Фазалық дискриминаторға бір уақытта екі сигнал келіп түседі.

ММ түріндегі ақпараттық сигналдармен тактілік импульстер. Беруші генератор генератор шығысынан гармоникалық сигналды тік бұрышты сигналға түрлендіріп, сигнал түрлендіргіш көмегімен тактілік импульстер сериясын өндіреді. Дискриминатор инверторы көмегімен в сериясына қатысты 180⁰-қа ығысқан басқа серия қалыптасады. И1 мен И2 сұлбаларының көмегімен ТИ-ң қабылданатын сигналдан ММ қатысты жағдайы анықталады. Егер беруші (тактілік) генератордың тербелістері қабылданатын сигналдан фаза бойынша қалып отырса, ТИ И1-ге сәйкес сұлбаның шығысына өтеді. Басқарушы құрылғы (БҚ) ФД шығысындағы сигналға әсер етуді және реле көмегімен синхрогенератор жиілігін басқаруды жүзеге асырады. Тактілік генератор «озуына» немесе «қалуына» байланысты реле контактілерінің көмегімен генератордың тербелмелі контурына С₁ конденсаторлы L₁ индуктивтігі қосылады. Сонда генератор жиілігі f_н номиналді тактілік жиіліктен f₂  -ге аз немесе f₁ -ге артық болады. Бұл жағдайда жиілікті басқару тура және сатылы болады.

10.8-сурет. Синхронизация жүйесінің екіпозициялық БҚ сипаттамасы

 

Қабылдағыш пен таратқыш генераторларының тұрлаусыздығы есебінен жиілік девиациясы Δf=(4..6)kf_зг, мұнда k - генератор тұрлаусыздығы. Басқару әдісі бойынша екі және үш позициялы БҚ-сы синхронизация құрылғылары болып бөлінеді.

10.9-сурет. Синхонизация құрылғысының дискретті басқару құрылғысының  сұлбасы

 

Екі позициялы БҚ-лы синхронизация құрылғыларының негізгі кемшілігі мынада: бір түрлі сигналдарды тарату уақытына немесе байланыс үзілісі кезінде фаза бойынша таралу өседі, өйткені генератор жиілігі номиналды жиіліктен әрқашан Δf-ке   ерекшеленеді. Үш позициялы БҚ-сы бар синхронизация жүйелерінде генератор  f₁   мен   f₂    жиіліктерінен басқа       f_т-ге тең   f₀ орта жиілігін өндіреді. Мұның өзі байланыс үзілісі кезінде жиілікті жалған келтіруді болдырмауға мүмкіндік береді. Үзіліс кезінде фаза бойынша таралу таратқыш пен қабылдағыш генераторларының жиіліктеріңіз тұрлаусыздығымен анықталады 10.10- суретте үш позициялы  БҚ-ның сұлбасы келтірілген.

10.10 - сурет. Үш позициялы  БҚ-ның сұлбасы келтірілген

 

 Синхроимпульстер генераторына үзіліссіз (баяу) әсері бар синхронизация құрылғыларының ерекшелігі жиілік өзгерісінің уақыт бойынша фазаның таралуына тәуелділігі баяу сипатта болатындығында жатыр. Генератор жиілігін басқару үшін басқармалы реактивті элемент (варкап) пайдаланылады. Жиілік пен фазаның баяу өзгерісіне байланысты дискретті басқарумен салыстырғанда синфаздықты қолданудың жоғары дәлдігін алуға болады.

Қабылдағыш генераторының жиілігіне тура әсері бар   тұйықталған құрылғыларының артықшылықтары мен кемшіліктеріне тоқтала кетейік.

Мұндай синхронизация құрылғыларының артықшылықтары ретінде әсіресе жоғары жылдамдықты жұмыстарда іс жүзінде асырудың қарапайымдылығын айтуға болады.

Кемшіліктері: синхронизация аз дәлдігі, генератор контурына реактивті элемент қосу есебінен пайда болатын паразитті байланыстар кесірінен жоғарғы тұрлаулықты қамтамасыз етудің қиындығы; байланыс үзілісі немесе арнадан қабылданатын тізбекте ММ-ң болмауы кезінде жүйенің синхронизмнен шығуы, бұл тек біріңғай нөлдер (бірліктер) құрайтын тізбекті бергенде орын алады.

Жанама басқару синхронизация құрылғыларында фаза ЗБ-дан импульстер өтетін аралық түрлендіргіште  бекітіледі. Тура әсерсіз синхронизация құрылғылары 2 түрге бөлінеді:

- аралық құрылғы жиілікті бөлудің айнымалы коэффициенті бар жиілік бөлгіш болып келетін құрылғылар;

- фазаны түзеу процесінде жиілік бөлгіш кірісінде импульстердің қосылуы немесе алынуы жүргізілетін құрылғылар.

Құрылғының фазалық дискриминаторы ММ-ң уақыттық жағдайын және өңделуін ТИ-ң салыстырып жүргізеді. Шығыста тактілік импульстердің ақпараттық сигналдардың ЗИ -нан асып кетуіне немесе қалып кетуіне сәйкес келетін 2 басқару сигналы пайда болады. Фазаны түзеу процесі кезінде құрылғының тек екі күйі мүмкін қабылдағыштан ТИ ММ-ге қатысты  оңға ығысқан, яғни  қабылдағыш «қалады»; екіншісі ТИ ЗИ-ге қатысты солға ығысқан, яғни қабылдағыш «асығады».

К - жиілігінің б­­­­­­­­­­­­олу коэфициентін өзгерте отырып, бөлгіш шығысында импульстер  жиілігін өзгерте отырып, бөлгіш шығысында импульстер жиілігінің өзгерісін жүргіземіз. Сол кезде ТИ-н ММ-ге қатысты Δt шамасына ығысуы жүреді, солға қарай к_Д1< к _Д2 , оңға қарай к_Д1> к_Д2, мұнда к_Д1 >к_Д2.

Қарастырылған құрылғы екі позициялы басқарулы құрылғыларға жатқызылады . Генераторға тура әсерлі жиілік кірісінде импульстердің қосылуы мен алынуын жүргізетін синхронизация құрылғылары 3 позицияға жатады. Мұнда бес жағдай болуы мүмкін: импульстер генератордан еш өзгеріссіз жиілік бөлгішінің ЖБ кірісіне келеді, генератордан түсетін импульстер тізбегіне бір импульс қосылады; бір импульс алынады.

Генератор тактілі жиілікте 2к_Д есе үлкен f_3г жиілікті тербеліс өндіреді. Құрамына  фронт қалыптастырғышы ФҚ керегін фазалық дискременатор генератордың ТИ және ММ фаза бойынша таралу шамасын анықтайды . Егер қабылдағыш генератордың жиілігі таратқыш генераторының жиілігінен үлкен болса , И1 сұлбасының кірісінде басқару сигналы пайда болады , ол реверсивті санауыштан өте отырып , ЗГ-дан бір импульстің өтуіне тиым салынады, оның нәтижесінде бөлгіштің шығысындағы тактілік тізбек кешігу жағына t-ға ығысады .

Тактіні алып тастау ЖОҚ тиым сұлбасының көмегімен жүзеге асады. Егер қабылдағыш  қалса , басқару сигналы И2 сұлбасының шығысында пайда болады, бұл НЕМЕСЕ сұлбасының шығысында қосымша импульстің пайда болуына алып келеді. Нәтижесінде бөлгіштің шығысындағы тактілік тізбек озу жағына Δt-ға ығысады. Кіріс сигналы жобалау жағдайда бөлгіштің шығысындағы тактілік тізбек жағдайы бөлу коэффициентінің мәні  БГ-ң тұрлаулығымен беріледі.

Жоғарыда ТИ-ң озуы немесе қалуы шеттік бұрмаланулар жоқ кезде пайда болатын  жағдай қарастырылады. Нақты жағдайларда қабылданатын ақпараттық ММ-п бұрмаланған. Бұл бұрмаланулар синхронизацияның дәлдігінің төмендеуіне әкелетін жиілікті жалған келтіруіне әкеледі. Шеттік бұрмаланулар ығысуының кездейсоқтығын ескере келе, ММ-ң озу немесе қалу жағына ығысуы тең ықтималды деуге болады. Сондықтан, бұл бұрмаланулардың синхронизация дәлдігіне әсерін ФД мен БҚ арасына орналасуына құрылғы қосып азайтуға болады. Әдетте, осы  мақсат үшін реверсивті санағыш  (РС) пайдаланылады, ол басқаруына сигналдардың S тактіден кем емес кешігу элементі болып табылады, мұнда S-РС сыйымдылығы. Кірістердің біреуіне қатарынан S импульстер келіп түскенде РС шығысында басқарушы сигнал пайда болады. Егер синхронизация процесінде РС-ң сол кірісіне (S-1) импульс келіп түседі, оң кірісіне сондай-ақ   (S-1) импульс келіп түссе, санағыш алғашқы күйге қайтып оралады. РС-ті қосу синхронизмге кіру уақытының артуына ауып келеді. Фазаны жалған түзеу тек S қатар қабылданған ақпараттық элементтерде ММ идеалды күйге қатысты немесе солға ығысқан жағдайда жүзеге асады. Мұндай жағдай аз ықтималды.

 

Синхронизация құрылғыларының параметрлерін есептеу.

Элементті синхронизация құрылғылары параметрлерін есептеу.

Тұйық типті синхронизация құрылғыларының негізгі параметрлерін, байланыс жолындағы бөгеуілдің әсерін ескере отырып есептеу тәртібін қарастырайық. Бұрын қарастырылған синхронизация құрылғылары ішінен іс жүзінде, беруші генератор синхроимпульстерінің тікелей әсерінсіз, элементті синхронизация әдісі қолданыс тапты.

Мұндай типті құрылғыларды сипаттайтын негізгі параметрлерге:

синхронизация қателігі e - бірлік интервал бөлігімен сипатталады және синхросигналдың оптималді (идеалды) жағдайынан ең үлкен ығысуына тең, бұл синхронизация құылғыларының жұмысының берілген ықтималдығында болуы мүмкін.

Синхронизация уақыты t_С – қабылданатын элементтердің шекараларына қатысты синхроимпульстердің бастапқы ығысуын дұрыстауға қажет уақыт.

Синхронизмді ұстау уақыты t_П.С – фаза құрушы синхронизация құрылғыларының жұмысын тоқтатқан кезде синхроимпульстердің бірлік элементтердің шекараларынан ауытқуы рұқсат етілген келіспеушілік (+-e) шегінен шықпайтын уақыт.

Синхронизмнің үзілу ықтималдығы R_С.С – бөгеуілдің әсерінен бірлік элементтер шекарасынан синхроимпульстердің ауытқуы бірлік элементтер жартысынан асады.

Синхронизация қателігін екі қателіктердің қосындысы ретінде қарастыру қажет:

Синхронизацияның статикалық қателігі e_С, беруші генератордың тұрақсыздығымен және коррекция қадамымен анықталады;

Динамикалық қателік e_ДИН бірлік элементтердің шеттік бұзылуының әсерінен пайда болады; e = e_СТ +e_ДИН

 Өз кезегінде, синхронизацияның статикалық қателігі e_СТ, екі құраушыдан құралады: синхронизацияның дискретті қадамымен келісілген қателік және екі туралау арасындағы тактілі импульстің ығысуымен келісілген қателік

 

                                     e_СТ = Dj + 2kSl – 1/k_Д + 2kSl.                               (10.1)

                                                             

Мұнда Dj = 1/k_Д  - коррекция қадамы, яғни жиілік бөлгіш шығысында бір корректтеуші импульсті қосқанда немесе алғанда бірлік интервал (t₀) бөлігіндегі тактілі импульс фазасының ығысуы.

k₀ –бөлгіштің бөлу коэффициенті, 2k - қабылдағыш және бергіштің  бергіш генераторының тұрақсыздығының суммарлық коэффициенті, S – реверсивті санауыш (счетчик) сыйымдылығы; l – корректеуші периодын l = 2…3 анықтаушы, бір таңбалы, қатар қабылданатын элементтердің орта саны.

Басқару сигналдарының арасындағы уақыт аралығы кездейсоқ мән болып табылады және  қабылданатын информациялық тізбектегі ММ санына тәуелді болады. ММ саны хабардың статистикалық құрылымымен анықталады.

Корректтеудің минималды периоды t_{К МИН} – реверсивті санауыштың сыйымдылығына S және сондай – ақ бірлік элементтің ұзақтығына t₀ тәуелді, екі туралау арасындағы минималды уақыт. S = 1 кезінде, яғни реверсивті санауыш жоқ кезде, корректілеу әрбір ММ ақпараттық тізбекті қабылдаған кезде жүреді, яғни t_{К МИН} = t₀. Жалпы жағдайда t_К = lSt₀. Реверсивті санауышты синхронизация құрылғыларының статистикалық қателігі, бөлгіштің бөлу коэффициенті k_Д көп болған сайын және генератор түрақсыздығы мен реверсивті санауыш сыйымдылығы S аз болған сайын аз болады.

Синхронизацияның динамикалық қателігі e_ДИН кездейсоқ мән болып табылады және ықтималдық тығыздығы Гаусс заңына бағынады

 

                           ,                                          (10.2)  

                                                     

s_ДИН – орташаквадраттық мәнін келесі формуламен есептейміз

 

                                                 .                            (10.3)    

Мұнда s_КР.И – бірлік элементтердің шеттік бұрылуының орташа квадраттық мәні; e_ДИН – бірге жақын ықтималдықпен, кездейсоқ мәнінің өзінің үш рет көбейтілген орташаквадраттық мәнінен аспайтынын айтуға болады (“үш сигма” белгілі ережесі). Осыдан, e_ДИН  мәнін бағалау үшін келесі формуланы қолданамыз                 

 

                                               .                            (10.4)                                                    

Синхронзация қателігін бағалаудың жалпы формуласы

 

                                         .                          (10.5)    

                               

Синхронизмге ену уақытын анықтайық. Бұл уақыт қабылдауда өңделетін тактілі тізбектің фазасының  бастапқы бөлінуінен және қабылданатын ММ тізбегіне тәуелді. Фаза бөлінуі кездейсоқ және 0 мен t₀/2 аралығында жатыр. Фаза ығысуы максималды және ТИ идеалды жағдайына қатысты t₀/2 ығысқан.Туралау  қадамдармен жүргізіледі, әрбір қадамда тактілі импульстер Dt уақытына ығысады. Онда туралауға қажет қадамдар саны t₀/2Dt – ға тең болады. Егер туралау lt₀ интервалынан кейін іске асса, онда синхронизмге енуге қажетті уақыт: (t₀/2Dt) 2t₀ – тең болады. Реверсивті санауыштың есебінен туралаулардың арасындағы интервалдардың өсуін ескере отырып, нәтижесінде алатынымыз:

                                                                                                (10.6)

мұнда        ;  В = 1/t₀ .

 

Синфаздықты ұстау уақыты t_П.С – синхронизация құрылғылары жұмысын тоқтатқан кезде синхроимпульстер фазалары рұқсат етілген шектен шықпайтын уақыты:   формуласымен анықталады.

e_ДОП ретінде кейде синхронизация қателігінің мәніне азайтылған қабылдағыштың теориялы түзеткіш қасиетінің мәнін m_Т қабылдайды, яғни ,  осыдан

 

                                      .                                            (10.7) 

                            

Қабылдағыштың теориялы түзетуші қасиеті мәні m_Т регистрация тәсілімен анықталатын және алдын – ала белгілі болса, онда t_ұ.с өсуі берілген модуляция жылдамдығында В – тек қана беруші генератордың тұрақсыздық коэффициентінің азаюынан болуы мүмкін.

Элементтер бойынша синхронизацияның үзілу уақыты Р_С.С – синхроимпульстер фазасының бөгеуілдіктің әсерінен  мәнінен үлкен мәнге ығысу ықтималдығы. Фазаның мұндай ығысуы синхронизация құрылғыларының жұмысын бұзады және топтық синхронизацияның бұзылуына әкеп соғады.

Р_С.С мәнін азайту корректілеуші сигналдарын орташалау уақытын көбейту  жолымен іске асады, яғни реверсивті санауыш (счетчик) сыйымдылығын S азайту керек. Бірақ та синхронизация уақыты S – қа пропорционалды өсетін болса, корректеуші период азаяды. Осыдан басқа да оптимизациялау есебін шешу қажет – минимумды қамтамасыз ету үшін дәл шарттарды ескере отырып, параметрлерді таңдау. Синхронизация құрылғыларын жобалағанда және есептегенде, әдетте мынадай параметрлер беріледі: синхронизация қателігі e; беру жылдамдығы В; шеттік бұзылудың орташаквадраттық мәні s_ш.б; қабылдағыштың түзетуші қасиеті m; синхронизация уақыты t_С; синхронизмді ұстау уақыты t_ұ.с.

Берілген параметрлер негізінде табу керек: бергіш генератор жиілігі f_БГ; генератор тұрақсыздығының  рұқсат етілген коэффициенті k; реверсивті санауыш сыйымдылығы S; бөлгіштің бөлу коэффициенті k_б.

Беруші генератордың тұрақсыздық коэффициенті (10.7) анықталады: . Реверсивті санауыш сыйымдылығын S және k_б қатысты (10.5) және (10.6) теңдеулер жүйесінен анықтаймыз

 

                                    ;                                   (10.8)                  

 (10.8) дегі  (10.4)  тен анықталған.

Беруші генератор жиілігі       f_БГ = k_бВ.

 

 

 

10.11 -  сурет. Синхронизмге кірудегі уақыттың анықталуы

 

10.12 - сурет. Топтық синхронизацияның маркерлік әдістегі                         синхронизациялайтын ақпарат көрінісінің екі варианты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Артықтықшылық енгізілген алғашқы сигналдарды қайта кодалау

 

Түрлендіруші кодаларда қолданылатын артықшылықты енгізудің екі әдісі бар:

1. Әрбір бірлік элементті, k сигналдардан тұратын тізбектілікке түрлендіру жолымен, бұл кезде түрлендіргіш шығысындағы код негізі өзгермейді

 

                .                                      (11.1)

 

2. Түрлендіру процесінде код негізінің сигналдардың өсу есебінде, мұнда түрлендіргіштің кірісіне әсер ететін m түрлі элементар кіріс сигналдарының сан, шығыс элементар m сигналдар санынан кем. Бұл жағдайда артықшылық коэффициентті

 

                                      (11.2)

 

Қайта кодалау мысалдарын келтірейік. Артықшылықты енгізуді бірінші әдісі бойынша қайта кодалаудың типтік мысалы, биимпульсті болып табылады. Биимпульсті сигналдардың оның атын анықтайтын ерекшелігі, кез-келген бірлік интервалда екі түрлі полярлы импульстердің болуы. Бастапқы тізбектіліктің бірлігі (11.1,а- сурет) 10 түрінде, ал 0 - 01 түрінде (11.1, б- сурет) беріледі. Биимпульсті тізбектіліктің спектрі тұрақты құраушының жоқ болуымен және төменгі жиілікті құраушылардың энергиясы айтарлықтай кемуімен сипатталады. Бұл биоимпульсті сигналдарды физикалық жолдармен, сонымен қатар, ТЖ арналар бойынша беруге мүмкіндік тұғызады. (11.1) сәйкес биоимпульсті сигналдың артықшылығы 0,5-ке тең.

Тұрақты құраушыда алғашқы сигналды биполярлы псевдоүштік қодқа түрлендіру жолмен алынып тасталуы мүмкін. Бұл кезде “0” символы арнаға тоқсыз жолдамамен, ал «1» символы – бірінен кейін бірі поярлығы бойынша ауысатын тік бұрышты импульстермен беріледі (11.1,в- сурет). Сигнал артықшылығы  (11.2) сәйкес 0,37-ге тең. Псевдоүштік сигналдар ТВУ-12 аппаратурасында, физикалық жол бойынша беру үшін қолданылады. Кодалаудың басқа әдістері бейнеленген.

11.1-сурет. Биполярлы әдіс

 

Биполярлық әдісте 0 символына, берудегі сигналдық нөлдік мәні сәйкес, ал 1 символына +А немесе –А ауыспалы мәндер сәйкес келеді. Осыған байланысты Америкалық әдебиетті AMI (Alternate Mark Inversion) әдісі деп атайды. Берілетін сигнал графигі 11.2- суретте.

 

11.2 - сурет. Биполярлы әдісті көрсететін графиктер

 

Мәліметтер сигналының кездейсоқ тізбектілік қуатының спектрлік тығыздығы нөлдік жиілікте және Найквистің  екілік жиілігінде нөлге айналады. Осылай бөлуші трансформатордан тұратын жолдар бойынша да хабар беруге болады. Тікбұрышты импульстердің спектрлік тығыздығының максимумы  жиілігінен төмен орналасқан.

±А_Е және 0 мәндері бар сигналдарды қолданғанда қабылдауда ақпаратты қалпына келтіру үшін баспалдақтық деңгей ±А_Е/2-ге тең етіп орнатылуы керек.

Мұндай кодалауда тек синхронды хабар беруге болады. Қабылдағышта нөльдер тізбектілігі нөлдік амплитудасы бар сигналға түрленді де қабылдағыштығы тактілер фазасын қалпына келтіру мүмкін емес болады. Сондықтан, қабылдауда тактілер мен мәліметтер арасында синхронизмді сақтау үшін, берілетін сигналда ұзын нөлдер тізбектілігінің пайда болуын болдырмау керек.

 

11.1 Псевдоүштік әдіс

 

Псевдоүштік әдісте тікбұрышты импульстер, тактілік итервалда кысқа, мысалы ұзыдықтың жартысы бар, сондықтан беріліс процесі жаңа импульс жіберілетін моментке дейін өшіп үлгереді.

Псевдоүштік әдісте кодалау биполярлық әдістегідей, бірақ бірлік, ұзындықтың жарты импульсімен беріледі. Сондықтан Америкалық әдебиетте биполярлы әдісті full lauded AMI-әдіс, ал псевдоүштік half lauded AMI- әдісі деп атайды. Уақыттық диаграммасы 11.3,а - суретте көрсетілген.

11.3-сурет. Псевдоүштік әдістің графигі

 

Басқа жүйелерде тұратын бөгеуілдер азырақ, ал бөгеуілдер сезімталдық керісінше биполярлық әдіске қарағанда көбірек. Басқа қасиеттеріне қатысты 2 әдісте бірдей.

 

11.2    Жоғары тығыздықты биполярлы кодтарды қолданатын әдістер

 

Американдық әдебиеттерде бұл әдістерде қолданатын кодтарды жоғары тығыздықты биполярлық кодтар деп атайды – n қатарлы ВБК n кодтары және сәйкесті ВБК n кодтары - СВБК n деп те атайды.

Бұл екі әдісте де биполярлық әдісі сияқты сондай кодалау пайдаланылады. 0 символына нөлдік мәні бар сигнал сәйкес келеді, бірақ тек қатар келе жатқан нольдер сан n-нен аспаған кезде ғана, n бұл ВБКn  СВБКn қысқартылуында индекспен көрсетілетін шама. Егер олардың саны n-нен асып кетсе, онда биполярлы кодалау ережелері бұзылады және сигналдың ұзақ нөлдік мәнін болдырмау үшін ерекше ипульстер сериясы жіберіледі. Берілетін сигнал, биполярлық кодалаудың жұп немесе тақ 1 символдарның алдыңғы бұзылу моментінің болу болмауына тәуелді (мұнда 0 жұп сан болып қарастырылады).

0 символдарының (n+1) қайта қарастырылғанда ауыстырылады.

ВБКn В00….00V                                      000…..00V

СВБКn 000….В0В- ға                             000….00V- ға

бұзылудың соңғы импульсінен бастап, берілетін 1 символдардың тақ жұп санында. Мұнда V- бұзылу импульсі; В- биполярлық кодалауға сәйкес импульс. Кодалаудың осы ережесінен ВБКn және СВБКn әдісінде, қабылдағыштағы декодер жұмысы n индексіне, яғни бірінен кейін бірі жүретін 0 символдарының мүмкін болатын санынан тәуелсіз. Екі әдісте де, амплитудасы 0 хабар берудің сигналы n биттен көп емес ұзақтыққа сәйкес келетін уақытқа пайда болады. Осының салдарынан ұзын 0- дер тізбектілігі үшін де қабылдауда синхронизмді сақтау мүмкіндігі бар.

 

11.3 N екілік нөлдерді ауыстыру

 

Биполярлық түрлендіргенде, регенераторларда хрондарды құптау үшін қажет, көздің цифрлық сигналда негізгі шектеу, оның минималды бірлік тығыздықтан тәуелділігі болып табылады. Егер хабар беруде 14 нөлдерден тұратын тізбектілігінің пайда болуын болдырмаса да, импульстердің төменгі тығыздығы жолдағы фазалық дірілдеуді көбейтеді, нәтижесінде қателер коэффициентінің көбеюіне әкеледі. Биполярлы код, бірнеше импульсті, ұзындығы N тактілік интервалдан тұратын арнайы кодалық комбинациясымен  N екілік нөлдердің барлық тізбектілігін ығысу жолымен жетілдіріледі. Осының нәтижесінде импульстер тығыздығы көбейеді және бастапқы цифрлық сигналды алу, оларды қабылдау соңғы құрылғысында N-ді нөлдерге ауыстыру және биполярлығы бұзылған комбинацияны тану жолымен жүреді.

Мысал ретінде 3 нөлдерді ауыстыру алгоритімін бейнелейік (B3ZS). Бұл белгілі алгоритм DS-3 сигнал үшін АҚШ-та стандартты стыкта нормаланған. Ол тағы да Канадада LD-4 типті коаксиалды беру жолында қолданылады .

B3ZS форматында көздің циффрлық сигналында 3 нөлден тұратын әр тізбектілік 00V-ға немесе B0V-ға ауыстырылады. 00V түрлі комбинациясы биполярлықты бұзылуды көрсететін импульс артында жүретін (00) импульсі жоқ 2 тактілік интервалдан тұрады. B0V түрлі комбинация, одан кейін үзіліс (0) болатын және биполярлығы бұзылған импульспен бітетін, (В) биполярлық кодтың дұрыс тізбектілігіне сәйкес бірлік импульстен тұрады. Әрбір 3 нөлді арнайы комбинациясымен ауыстырғанда, биполярлық бұзылуы соңғы позицияда болады. Осының салдарынан ауысу орны оңай табылады.

B0V-ге немесе 00V-ға ауыстыру туралы шешім, бұзылыстар арасындағы В типті импульстердің саны тақ болатындай етіп қабылданады. Егер, соңғы ауысудан кейін тақ бірліктер саны берілсе, онда 3 нөлдерді ауыстыру үшін 00V түрлі комбинация таңдалынады. Егер аралық бірліктер саны жұп болса, B0V таңдалынады. Осылай, барлық биполярлық бұзылыстары арасында, биполярлы импульстердің тақ санынан тұрады. Осы кезде биполярлықтың бұзылулары да өзінің полярлығын кезек-кезек ауыстырады, сондықтан тұрақты құрышының жүзуі болмайды. Биполярлы импульстердің жұп саны арнада тек қателіктер нәтижесінде ғана пайда болады одан басқа, кез келген әдейі бұзу алдында нөль беріледі. Яғни, кодта сипаттамаларды бақылауға себеп болу үшін айтарлықтай жүйелік артықшылық қалады. Ауысу алгоритімі 11.1- кестеде қосылған.

 

11.1- кесте. Соңғы ауысудан кейін, B3ZS кодасында ауыстыру шарттары биполярлық импульстер санына тәуелді

Алдыңғы импульс полярлығы	Импульстер саны үшін комбинация түрі
	Тақ	жұп
- +	00- 00+	+0+ -0-

 

Мысал. B3ZS кодасында цифрлық сигналдың келесі тізбектілігі үшін сызықты сигналды анықтаңыз: 101000110000000010001. Оң импульстерді көрсету үшін « + » таңбасын, ал теріс импульстермен, импульстің жоқ екенін көрсету үшін және 0-ді « - »таңбасына қолданыңыз.

Шешім. Биполярлық алдыңғы бұзылуынан кейін тақ немесе жұп импульстер берілгеніне тәуелді екі мүмкін болатын тізбектілік.

4.1- мысалдан, нөлдер тізбектілігін биполярлық бұзуларын ауыстыру жолымен бөлу, жол кодасында, импульстердің минималды тығыздығын айтарлықтай өсіретінін көруімізге болады. Шынында да орташа тығыздық 60% кішкене үлкен болғанда, минималды тығыздық 33%-ке тең. Яғни, B3ZS үзіліссіз күшті хрондаушы құраушы тудырады. BNZS түрлі барлық түрлендіру алгоритмдері, цифрлық сигнал көзіне ешқандай шектеулер қоймай үзіліссіз хрондаушы ақпаратты кепілдейтінін ескерте кетейік. Яғни, BNZS түрлі түрлендіргіш кез келген толық мөлдір қолдануда қамтамассыз етеді.

Bell system фирмасы қолданатын BNZS түрлі басқа түрлендіру алгоритмі, Т2 типті хабар беру жолы үшін B6ZS түрлі алгоритм болып табылады . Т1 типті жолдармен салыстырғанда Т2 типті жолдарда, хрондауды құптау үшін, көздің цифрлық сигналына шектеулер қойып керек емес. B6ZS түрлі түрлендіру алгоритмі 11.2- кестеде берілген. Осы алгоритмді қолданғанда, биполярлықты бұзулар, ауыстырылатын тізбектіліктің екінші және бесінші позицияларында жасалынады.

МККТТкепілдеме берген, тағы да бір BNZS түрлі түрлендіру форматы, тығыздығы жоғары биполярлық түрлендіргіш деп аталынады .

 

11.2- кесте. B6ZS кодасында ауыстыру ережелері

Ауысуға жататын, 6 нөлден бұрын түскен, алдыңғы импульс полярлығы	ауыстыру
-                              +                                +                              -	0-+0+-                             0+-0-+                             мысал          100000010110000000000000001                 -0-+0+-+0-+0+-0-+0

 

11.3-кесте. Соңғы ауыстырғаннан кейін, биполярлы импульстер (бірліктер) санына тәуелді КВП-3 кодасына ауыстыру ережелері

Алдыңғы импульс полярлығы	Импульстер саны үшін комбинация түрі
	тақ	жұп
- +	000- 000+	+00+ -00-

 

КВП түрлі түрлендірудің күнделікті қолданатын вариантында төрт нөлдерден тұратын тізбектіліктер, соңғы бит позициясында биполярлықты бұзатын, тізбектілікпен ауыстырылады. Осы түрлендіру форматы, нөлдер тізбектілігінің үштен асырмағандықтан, оны КВП-3 түрлі түрлендіргіш деп атайды. Түрлендіру алгоритмі (11.3 - кесте) негізінде, жоғарыда бейнеленген B3ZS түрлі түрлендіргіш алгоритмі сияқты ауыстырулар, бұзуларды тек төртінші битпозициясында ғана енгізетінін айта кетейік, ал тізбектелген ауыстыруларда бірінен кейін бірі ауысатын полярлық бұзулар пайда болады.

 

11.4 Қос-селективті үштік код

 

Жоғарыда айтылған, BNZS түрлі ауысулар алгоритмі, екілік сигналдың хрондаушы құраушысының болуын өсіру мақсатымен үштік кодалық кеңістікте кодтарды таңдау мысалы сияқты болады. Тағы бір мысал қос-селективті PST үшті код болып табылады .

PST түрлі кодқа түрлену процесі, кіріс екілік цифрлық сигналды, екі биттен тұратын кодалық комбинациялар тізбектілігін алу мақсатында биттер қосына бөлуден басталады. Содан кейін осы кодалық комбинациялар хабар беру үшін әр қайсысы екі үштік символға түрленеді. Екі символды үштік кодалық комбинациялар тоғызға тең, ал екі символды екілік кодалық комбинациялар төртке ғана тең болғандықтан, хабар берудің кодына түрлендіру әдісін таңдағанда, айтарлықтай жұмсақтылық мүмкін. 11.4- кесте түрлендірудің мүмкін болатын форматтарының ең маңыздылығы келтірілген. Бұл белгілі бір формат тек хрондаушы құраушылардан бар болуын дәлелдемейді, сонымен бірге, оң және теріс импульстер арасындағы балансты сақтау үшін модтардың ауыстыру есебінде тұрақты құраушының ауытқуын болдырмайды. Кодалық комбинациялар, бірлік импульс берілгенге дейін, бір тік жолдан таңдалынады.

 

11.4- кесте. Қос-селективті үштік кодқа түрлендіру

Екілік кірісті сигнал	Мода +	Мода -
00                 01                 10                 11	-+                   0+                   -0                    +-	-+                    0-                    -0                     +-

 

Моданың осы моментінде, кодалар түрлендіргішіне қайта қосылады да кодалық комбинациялар, басқа бірлік импульс берілгенге дейін басқа тік жолдан таңдалынады (қарама қарсы полярлық).

Мысалы. Келесі екілік цифрлық сигналды PST кодына түрлендір: 01001110101100.

Шешуі: Тізбектіліктің басында түрлендіргіш мода+ немесе мода- режимінде орнатылғанына байланысты екі мүмкін болатын шешімі бар;

                               01  00  11  10  10  11  00

1 жағдай (мода+)  0+  -+  +-  -0  +0  +-  -+

2 жағдай (мода-)   0-  -+   +-  +0  -0  +-  -+

 

PST кодасына түрлендіру алгоритмінің потенциалды кемшілігі екілік цифрлық сигнал қостарға бөлу керектігі болып табылады. Яғни, PST кодының кері түрлендіргіш қостар шектерін бөлу керек. Егер кездейсоқ цифрлық сигнал берілсе, шектерді тану қиын емес, себебі қостарға дұрыс бөлінбегенде, болмайтын кодалық комбинациялар құрылады (00,++,--). Одан басқа, уақытша топ құру үшін циклдер құрылымы әдетте қостар және кодалық комбинациялар бойынша синхронизмді автоматты түрде алуды қамтамассыз етеді.

Нөлдермен бірлер пайда болудың бірдей ықтималдығында PST коданың энергетикалық спектрі алынған және 11.4-сурет графигінде көрсетілген. Осында қарапайым биполярлық және B6ZS  кодтарды энергетикалық спектрлері көрсетілген.

11.4- суретте, биполярлық код және оның негізінде алынған кодтар тең жолақтарды талап ететіне ерекше көңіл аудару керек. Олардың жалғыз ғана айырмашылығы B6ZS және PST кодтарында энергия деңгейі жоғары, ол импульстердің жоғарғы тығыздықтармен байланысты. Энергия деңгейінің жоғарғы болуының кемшілігі, көп қосты кабельдерде ауыспалы бөгеттердің көбеюінде. Бірақ ауыспалы бөгеттердің  көбеюінен нашарлау, тактілік жиіліктің тербелістерінің қалпына келудің жоғары дәлелдігімен компенсацияланады.

 

 

11.4.-сурет. Нөлдер және бірлердің пайда болу ықтималдығы  болғанда PST және B6ZS түрлі кодтар, биполярлы кодтар спектрі

 

11.5Хабар берудің жоғарғы меншікті жылдамдығын қамтамассыз ету

 

Жалпы жағдай. Үзіліссіз арнаның өткізу жолағы және ондағы бөгеуілдер деңгейі С арнасының өткізу қасиетін анықтайды. Арнаның өткізу жолағын қолдану деңгейі  жүйесінің ақпараттық тиімділігімен анықталады, мұнда R - ақпаратты беру жылдамдығы, бит/с. h көп болған сайын, арна тиімдірек қолданылады. h -ң үлкен мәнін қамтамассыз ету (немесе, берілген С мәнінде, R мәні) ақпараттық шығындардың өсуін талап етеді. Бірақ R өскен сайын, берілетін ақпараттық 1 битіне келетін байланыс арнасының бағасы төмендейді. h аз болған сайын, УЗО мен УПС жеңіл іске асырылады, бірақ берілетін ақпараттың 1 битіне келетін байланыс арнасының бағасы өседі. Ақпараттық 1 бит берудің минималды бағасын қамтамассыз ететін R/C қатынасы, байланыс құрылғылардың бағасынан, қолданылатын элементті базасынан, байланыс техникасының даму деңгейінен және басқа да бірқатар факторларға тәуелді. Құрамына кабелдік байланыс жолдары кіретін, байланыс арасының бағасы жанында төмендейді. Сонымен бірге элементтік база тез дамуда, оның бағасы да сәйкесінше төмендейді.

Қазіргі кезде дискреттік хабарлардың негізгі көлемі, стандартты ТЖ арналары бойынша беріледі. Мұндай арналардағы аддитивті шулар деңгейі, қажет сигнал деңгейінен 30 дБ-дей төмен, ал теориялық түрде мұндай арналарда 30000…….50000 бит/с жылдамдықпен ақпаратты беруге мүмкіндік береді. Бірақ шындығында қолданылатын жылдамдық, көрсетілген мәндерден бірқатар төмен. ТЖ арналарында жылдамдықты көбейтуді шектейтін негізгі фактор, Найквист жылдамдығына жақын жылдамдықтарда қажет сигнал деңгейінен асатын интерфиренциялық бөгеуілдердің жоғары деңгейі болып табылады. R көзінің  берілген жылдамдығында және  арнаның жиіліктер жолағында, символаралық интерференция жоқ болатындай етіп, хабар беру әдісімен сигналдар сигналын таңдауға болады. Әрқайсысында  жолағы бар  хабар берудің жиіліктік арналарын қолдануға болады. Әр жиіліктік арнада элементар посылка ұзақтығы . Егер  болса (-өтпелі процес ұзақтығы), онда МСИ болмайды. Бірақ параллель жүйелер, барлық техникалық көрсеткіштері бойынша МСИ бар арналарда тізбектелген жүйелерден қалып қояды. Сондықтан болашақта тізбектелген жүйелер қарастырылады.

Тізбектелген жүйелерде МСИ-ге қарсы күшею шаралар үш бағытқа бөлінеді:

а) МСИ бар арналар үшін оптималды түзу емес қабылдау құрылғыларын синтездеу;

б) арналардың уақыттық және жиіліктік сипаттамаларының бұзылыстарын компенсациялауға мүмкідік беретін корректорлар синтезі. Бұл бағыт аддитивті бөгеулері аз арналар үшін қолайлы;

в) минималды интерфиренцияны е оның жоқ болуын қамтамассыз ететін компакті спектрі бар сигналдар синнтезі .

Арнайы коррекциялаусыз жүйелерде хабар берудің салыстырмалы жылдамдығы 0,3……0,5 Бод/Гц-тен аспайды, ал сызықтық бөгеуілерді коррекциялаумен сәйкес компакті спектрі бар арнайы сигалдарды қолданғанда, жылдамдық мүмкін болатын шекке жақындайды да 2 Бод/Гц тең болады. Ақпаратты берудің мешікті жылдамдығын ары қарай өсіру, көппозициялы сигалдарды қолдану, стандартты телефондық арнада хабарды 20000 бит/с жылдамдықпен беруге мүмкіндік береді (меншікті жылдамдығы 6 бит/с Гц).

Қабылданған сигнал кездейсоқ бөгеулермен, символаралық итерференциямен бұзылғанда орташа қателік ықтималдығының минималды мүмкі болатын мәннін қамтамассыз ететін қабылдағыштар, сызықты емес болып табылады. Осындай қабылдағыштардың бір варианттында шешім бойынша кері байланыс идеясы іске асады. МСИ бар араларда кеңінен, Витерби алгоритімін қолдауға енгізделген сигналдарды өңдеу әдісі қолданылады . МСИ бар араларда қабылдау құрылғыларының қиын болуынан, корректорларды қолдануға ғана тоқталамыз.

 

 

 

 

11.6 Найквист шарттары

 

Ақпарат берудің белгілі бір жылдамдықпен қамтамассыз ету үшін, көршілес импульстердің өзара әсерлесуі, ақпаратты алғанда, бір-бірінен Т=1/u интервалда қалатын моменттерде ғана көрінбеуі керек; осындай шартта, баспалдақтық деңгейден шешкенде ескерілетін қателік ықтималдығы сипаттамалық мәннен ауытқуға ғана тәуелді болғандықтан, хабар беру, минималды қателік ықтималдығы бар және символаралық интрференциясыз болады. Бұл шартты Найквистің бірінші шарты деп атайды. бұл шарт санаудың кейбір моментінде ғана нөлден басқа сипаттамалық мәнге және барлық басқа санау нүктелерінде нөлдік мәнге ие болатын импульс үшін орындалады.

Найквистің бірінші шарты g(nT) дискреттік нүктелерде сигналдар санауына ғана қатысты. Сигнал үздіксіз уақыт функциясы ретінде g(t), егер оның Фурье түрлендіргіші G(w), w<=p/T өткізу жолағында нөлге тең болмаса, Т интервалымен алынса, g(nT) өзінің санауларымен анықталады. Бұл ұйғарым санаулар теоремасы немесе Шеннон теоремасы деп аталады.

Теоремада сигнал,

                                                                    (11.3)                                           

 

ал оның спектрі

      

                                         >p/T  үшін                                        (11.2)

 

p/T жиіліктер аймағы немесе сәйкесінше  Найквист жолағы деп атайды, жиілігі - Найквист жиілігі, ал уақыт интервалы - Найквист интервалында.

Найквистің бірінші шартында сәйкес сигалдар санауын келесі түрде келтіруге болады

n          … -3  -2  -1  0  1  2  3 …

g(nT)   …  0   0   0   d  0  0  0 …

Осы мәнді (4.5) және (4.6)-ғы g(nT) орнына қойып, келесіні аламыз.

 

                                                                                            (11.3)

 

 ал оның спектрі       

                                          G(w)=Td, p/T.                                            (11.4)    

                        

g(T) және G(w) функциялары 11.5- суретте келтірілген.  сипаттамасы бұл суретте көрсетілмеген, себебі  (11.4) өрнегінің түрімен төменгі жиілікті идеалды сүзгінің беріліс фукциясы бейнеленеді. Оның амплитуда жиіліктік сипаттаманың формасы тік бұрышты (11.5,б-сурет), ал ГВ-3 бен фазасы сәйкес жиілікпен сызықтық өзгереді немесе тұрақты.

Жоғарыда айтылғанға тәуелсіз, Найквистің бірінші шартын қамтамасыз ететін сигналдардың қолданылуы қиындықтар кездестіреді, себебі, спектрлері шектелген жиілік жолағында шоғырланған сигналдар қабылдауда пайда болуы мүмкін емес, өйткені себептік принцип бойынша, хабар беруде сигналдың пайда болуын t =-¥ моментінде талап етеді. Принцип бойынша, кейбір сүзгінің жиіліктік сипаттамасы ретінде (11.4) формуласындағы G(w) интерпретация да нақты емес, себебі (11.5) түрдегі функция іске асырылмайды, ал сүзгіге w>p/T болғанда G(w)=0 шарты қойылады.

Етер импульс (11.4) sinx/x  функциясының формуласындағы импульс іске асырылатын болса да оны қолдануға болмайды, себебі ол санаудың өте дәл моменттерін талап етеді. Ең аз ауытқу болса да, туатын, сонымен қатар өзгерген санаулар қатары келіспейді, яғни олар символ аралық интерпретация береді де, сипаттамалық мәндер қате болады. Онда sinx/x түрдегі импульстердің кез-келген тізбектілігінде ақпаратты қайта келтіру мүмкін емес. Бұған қарамастан, мұндай импульс шектік мәндерді бағалау үшін теориялық талдауда қолданылады.

Болашақта тек іске асырылатын, ең болмаса шамамен іске асырылатын импульстер қарастырылады. Қарастырылып отырған импульстер идеалдандырылған, яғни, sinx/x түрдегі қарапайым импульс сияқты t =-¥ тен ¥-ке дейін созылады. Бірақ осы бөлімде қарастырылғандай, олар дәл спектірлі болжамды ауыстыру жолымен, соңғы интервалымен шектеулі мүмкін.

(Roll-off) косинусоидалы заң бойынша спектрдің тік бұрышты формасын түзету нәтижесінде (11.4) sinx/x қарапайым импульс сияқты. Найквистің бірінші шартына (11.5) қанағаттандыратын сигнал пайда болады. Спектр тікбұрыштың орнына келесі формаға ие болады.

 

                                  (11.5)

           

 

 

(11.5) теңдеуінде V түзету коэффициенті  шегінде беріледі, сондықтан спектр Найквист жолағынан 100%-ке кең болуы мүмкін. Жаңа сигнал Найквистің бірінші шартын қанағаттандырғанмен, g(nT) өзінің санауларымен анықталмайды, себебі оның спектрі, санаулар теоремасының талаптарына қарсы Найквист жолағының шегінен шығып кетеді. (4.9)-дансигнал үшін келесі өрнекті аламыз.

 

                                           .                            (11.6)

 

Бұл сигнналдар, квадратты амплитудалық модуляциясы бар және аздап бәсеңдетілген ендік жолақты хабар беру жүйелерінде бірлік сигналдар ретінде қолданылады.

 

 

11.5- сурет. G(f) Спектрін косинусоидалы түзеткенде g(t) сигалдың өзгеруі. а) G(f) спектрінің модулі, б) тек Найквисттің бірінші шарты қанағаттандыратын g(t) сигнал, в) бірінші және екінші Найквист шартын қанағаттандыратын g(t) сигнал.

 

11.5 - суретте көрсетілгедей мұндай сигналдың (выбростары) түзету коэффициенті өскен сайын, яғни алатын жиілік жолағы кеңейген сайын азаяды. Осының әсерінен импульстің сипаттамалық мәндері, санау мезеттер уақытында ығысуға азырақ сезімтал болады, себебі көршілес импулстер әсері аз. Бұны көздік диаграммалардан (11.6- сурет) , r =0.5 (11.6, б- сурет) және r = 0.1 (11.6,а- сурет) импулстері үшін «көздің» жаттық ені бойынша да, оптималды санау нүктесінен бағаналы бағытта ауытқығанда , сипаттамалық мәндерден тез өсіп бара жатқан ауытқулардан да көруге болады.

 

 

11.6--сурет. а) r = 0.1; б) r = 0.5; в) r = 1.0. 10 бастапқы  және 10 соңғы тербелістерді ескерумен және ұзындығы 63 бит квазикездейсоқтың тізбектілікті қолданумен модельдеу әдісімен алынған, түрлі түзету коэффициентіндегі көздік диаграмма.

 

 r = 1 болғанда, импульста санаудың моменттер арасында  қосымша нөлдік нүктесі бар, сондықтан санау  нүктелеріндегі сигнал мәндері ғана емес , сонымен бірге осы нүктелердің ортасындағы мәндер де  анық анықталуы мүмкін. Одан басқа   уақытында t = T/2 уақытында бас ипмульстің d максималды мәні d/2 мәнге дейін құлайды (11.5- суретті қара ).

Бұл импульсті сигнал Найквистің екінші шартын қанағаттандырады (11.6), ол  t=nT  болғанда  -TtT  интервалынан тыс нөлдер болады , мұнда  2,3,…, ал санау нүктесінен T/2 ге алыстағанда сигнал  мәні максималды  мәннің жартысын құрауын талап етеді.

Осылай қабылдағышта  осы импульс көмегімен  берілген импульстің алғашқы ұзақтығын анықтауға болады, яғни 11.6- суретте  көрсетілгендегі шеттік импульстерді болдырмауға болады. Диаграмма сонымен қатар оптималды санау моменттерінен ығысуларға критикалық еместігін көрсетеді.

f = (1/T+r/ T)/2 жиілік жолағында   u=1/T жылдамдықпен 2-лік сигналдарды беру үшін , берудің мешікті жылдамдығы яғни жиілік жолағының бірлігіне есептегенде берудің жылдамдығы бит с/Гц құрайды,

 u/f=2/(1+r)

 Түзету коэффициенті f мен 0-ң арасында жатқандықтан, мұнда берудің меншікті жылдамдығы азырақ, 2-бұл  sinx/x түрдегі импульстер үшін ғана жететін теориялық максимум.

Хабар берудің жоғарғы меншікті жылдамдығын қамтамасыз ететін аз түзету коэффициенттері, санау моменттерінің дәлдігіне қойылатын талаптардан қиын іске асырылады. Әдебиеттен мысалы , түзету коэффициенті 0,16 жүйелер белгілі, олардың хабар беруінің меншікті жиілігі 1,72 бит с^-1/Гц. Осындай коэффициенті бар сигналдар Tr арнасының жиілік  жолағымен комментарияланбайтын трактер бойынша 0,600 бит/с жылдамдықпен беру құрылғыларында қолданылады.

Найквистің бірінші немесе екінші шарттарына қамтамасыз ететін басқа формалы импульстерді де қолдануға болады. Бірақ, ол жоғарыда бейнеленген “түзетілген “импульстерге қарағанда, кең жиіліктер  жолағын талап етеді. Мысалы , 11.6.-суретте  көрсетілген импульс 11.6.1-суретте көрінгендей , оның спектрі 3/Т жиілікке дейін болады және тез түседі. Осындай текті импульстерді , мысалы , бірлік  жиілік жолағында хабар беру үшін қолданады , себебі бұл жағдайда меншікті жылдамдық үлкен рөл атқармайды.

 

 

а) спектр G(f)=е^-0,54(2fT);

б) r(t) сигналы (t/T=1 болғанда оның мәні 0,08 А₀ шамасына дейін кемиді ).

 

11.7- сурет. Қоңырау тәріздес спектрлі G(f) импульстің сипаттамалары

 

 

 

 

11.7     Порциалды (санаулар) әдістері

 

 Шекте ғана Найквистің бірінші шартын қанағаттандыратын импульстер көмегімен хабар берудің 2 бит с^-1/Гц меншікті жылдамдығына қол жеткізуге болады . Екілік сигналдарды бергенде, жылдамдықтың осы максималды мәнін іске асыру үшін бірқатар әдістер жасалынған – екілік (дуабинсерний), полиекілік , екілік үштік (битернарный), сонымен бірге порциалды санаулар әдісі.  Оларды порциалды санаулар әдістері  немесе порциалды кодалау  деген жалпы атқа біріктіруге болады.

Хабар беру жылдамдығы 1/Т болғанда қарастырып отырған импульстер 2 немесе одан да көп, ұзақтығы тактілік интервалдарды алады (бастапқы және соңғы тербеліс есепке алынбайды). Импульстердің  негізгі формаларының қатары 11.7- суретте келтірілген. 1-5 кластарға бөлуді Кремчер ұсынған 6 класты импульстер формасы берілген. 2  хабар берудің меншікті жылдамдығын іске асыру үшін спектрді Найквист жолағымен шектеу қажет. Сонда санаулар теоремасы бойынша, импульстер өзінің санауларымен анықталған. 11.8- суреттен көретініміздей, импульстердің әрбір классы {k₀}, i=1,2,…,m, m коэфициентер жиынтығымен сипатталады, олар арқылы ақпаратты пропорционалды таситын сипаттамалық мәнге сәйкес импульстер санаулары өрнектеледі. Мысалы 4 класты импульс өзінің санауларымен анықталады. .

Келтірілген мысалда логикалық 1 және 2 жағдаймен сәйкес және  импульстерге сипаттамалық мәндермен екілік символдармен бергенде қойылады.

 

11.8 - сурет. Kодаланған импульстердің классификациясы

 

Төменде көрсетілген, санаулар мәндерінде

 

n             … -3  –2  –1  0   1   2   3  …

g(nT)      …  0    0    d   0  -d  0   0  …

(11.3) және (11.4)-дан парционалды кодаланған 4 класты импульс үшін келесі өрнек:

 

                    ;                              (11.7)   

 және оның спектрі үшін

                                                                          (11.8) 

Бірінен кейін бірі Т интервалымен жүретін импульстер, олардың әрқайсысы бірнеше тактілік Т интервалдарын алатын болғандықтан бір-біріне беруші жақта қойылады. Бетіне қою нәтижесінде санаудың жаңа мәндері пайда болады, және егер импульстер к₁ коэффициенттімен m-ді сипаттайтын класқа жататын болса, онда санау өзіне бөлек импульстерден m косылғыштар қосады. Осыған байланысты қабылдағышта ақпаратты қайта орнына келтіру қиындайды. Санау бойынша бөлек импульстің сипаттамалық мәні, алдыңғы импульстердің m-1 сипаттамалық мәндерін қатесіз орнатылғанда ғана дұрыс анықтала алады. Сондықтан хабар берудің қателіктері шексіз өсуі мүмкін. Осыны болдырмау үшін беретін сигналды, алдынғы сипаттамалық мәндері білмей-ақ, қабылданған сигналдың әрбір санауы бойынша оның сипаттамалық мәнін алуға болатындай етіп кодалайды. Мысалы, 4 класты парциалды кодаланған импульс үшін алдымен, кодалау ережелеріне сәйкес d=1 үшін кіріс сигналдан (mod2)  (11.8)   екілік сигнал құрылады. Бұл сигнал 4 класты k_i коэффициентіне сәйкес келесі санаулары бар 

 

                                                                                        (11.9)

 

: d=1 және 0 2 мәнді болғандықтан, үстіне қою, (11.9) сәйкес  үшін 3 мүмкін мән береді:+1,0,-1.(11.8) және (11.9) ескере отырып, 2 жағдайды ажыратқан жөн

; ;  үшін; ; ;  үшін

яғни,     (mod2), кіріс сигналдардың әр сипаттамалық мәнін, басқа сипаттамалық мәндердің қатысуынсыз-ақ қабылданған сигнал бойынша анықтауға болады. Бұл 11.7- суретте оның бейнеленген мәліметтердің берілетін тізбектілігі. Берілетін сигнал -  мәліметтердің берілетін тізбектілігіне сәйкес,  түрлі сигналдардың үстіне қойылуы.

Қабылдағыштағы санаулардың өңделуі. +1 «1»-ге сәйкес, -1 «0» ге сәйкес

0 құрамы

 берілетін мәліметтер тізбектілігі мәліметтердің қайта кодаланған тізбектілігі .Қайта кодаланған тізбектілікке  сәйкес берілетін сигнал. Қабылдағыштағы санаулар түзету жолымен өңдеу берілетін тізбектілікті  алуға әкеледі. 

а) сигнал элементі;

б) алдын - ала кодаланған сигнал;

в) алдын - ала кодаланған сигнал.

 

11.9.-сурет. 4 - классты парциалды кодаланған екілік импулстерді қолданатын сигналдар

 

11.8 Көппозициялы сигналдар беру

 

Жоғарыда келтірілген талдау, жылдамдығы u=1/T мәліметтердің изохронды сигналдарын екілік беру үшін, минимум 0-ден p/T-ға дейін немесе -ға дейін Найквист жолағы керек екенін көрсетеді. Яғни, хабар берудің меншікті жылдамдығы  облысында жатады. Практикалық түрде  шектік мәнге тек парциалды санаулар әдістерінің негізінде ғана қол жеткізуге болады.

Жоғарыда жиілік жолағын қолдануға байланысты айтылғандардың бәрі мәліметтердің изохронды сигналына екілік беру үшін дұрыс болады, онда сипаттамалық мәндер, логикалық 0 мен 1 ге сәйкес 0 және d немесе –d және +d болып табылады. Егер  n биттерді топқа жинаса, онда оларды беру үшін m=2ⁿ сипаттамалық мәндер қажет болады. Бұл жағдайда көппозициялы беру туралы айтады. Ол жағдайда қарастырылған сигналдарды құрудың барлық әдістеріне қолданыла алады. Осы кезде берудің меншікті жылдамдығы :

                                            .                                                   (11.10)     

Көппозициялы хабар беруде, сипаттамалық мәндерді, олардың арасындағы интервалдар бірдей болатындай етіп таңдайды, мысалы, 8 позициялы хабар беру жағдайында

 

                         .                   (11.11)

 

Сонда, бөгеуілдер әсерінен әрбір мәннің көршілеске өту ықтималдығы олардың беру үші бірдей. Биттер тобынның сигналдары сипаттамалық мәндерге сәйкес келтіру үшін көбінесе Грей коды қолданылады, осы кезде көрші сипаттамалық мәндердің  кодтары тек битте ұқсамайды. Мысалы, 8 позициялы хабар беруде кодалау келесі ереже бойынша іске асырылады

 

Биттер тобы              011  001  000  100  101  111  110  010

Сигналдың сипаттамалық мәні   7d   5d    3d     d     -d    -3d   -5d  –7d

 

Осылай кодалағанда, сипаттамалық мәндердің біреуінде осы мән көршілеске ауысқанда тек 1 битте қателік әкеледі.

 

11.9 Фазалық манипуляция

 

Тұрақты жанамасы бар сигналдарының бұрыштық модуляция әдістерінің екінші категориясын фазалық манипуляция деп атайды (ФМ). Екі деңгейлік фазалық манипуляцияны (2-ФМ) көрсеткенде біз ФМ-ң формаларының біреуін қарастырдық. Екілік цифрлық сигналды түрлендіру үшін 2-ФМ кезінде әрбір тактілік интервалда, 180⁰-қа ерекшеленетін екі фазаның біреуі қолданылады. Сонымен бірге көпдеңгейлі фазалық манипуляция да мүмкін. Көпдеңгейлі фазалық манипуляцияның белгілі мысалдары 4-ФМ және 8-ФМ болып табылыды.

Хабар берудің сапасына қойылатын талаптары жоғары болғанда және ақпаратты берудің аралық тығыздықтарда қолдау үшін фазалық манипуляция көбінесе қолданылады. Алғашында фазалық манипуляцияны деңгейдің өзгеруіне тәуелсіз тұрақты жанамасы болғандықтан және қателіктердің жақсы сипаттамасы үшін қолданатын. 2-ФМ және 4-ФМ-де, сигнал-шу (E₀/N₀) қатынасы көзқарасында қателердің оптималды сипаттамасын береді.

 

 

11.10- сурет. Фазалық манипуляция: а - 2-ФМ; б - 4-ФМ

 

n –деңгейлі фазалық манипуляция үшін жалпы өрнек (11.10)  формулада көрсетілген. Бұл формулада модуляция 100%-ті деп болжамдалынады, яғни фазаның бір интервалдан келесі ығысуы -180⁰-тен +180⁰-қа дейін кезкелген мән ала алады. Тек көрші фазаға ауысуға мүмкін болатын төмендетілген индекстерде фазалық манипуляциясы бар жүйелер болуы мүмкін.

- сигналдың көрші фазалар арасындағы ығысу, m_A(t) – БВН тұрақты тоқтың симметриялы импульстер түрінде n – деңгейлі сигнал, ал деңгейлер мәні ±1,±3,….. тең.

2-ФМ, 4-ФМ сигналдар мысалдары, 4-ФМ бар жүйеде сигналдардың беру жылдамдығы 2-ФМ кездегі сиволдарды беру жылдамдығының дәл жартысын құрайтын жағдай үшін 11.9-суретте көрсетілген, сондықтан екілік сигналдардағы хабар берудің жылдамдығы бірдей болады. Сол (11.10-суретте)  формулада анықталғандай фазалары берілетін сигналға сәйкес келетін косинусойдалы тербелістің фазалық диаграммалары көрсетілген. Фазалардың басқаша орналасуы да мүмкін. Бірақ, көрсетілген фазалар, 4-ФМ типті модуляцияны цифрлық сигналды модуляцияның басқа түрімен байланыстырады.

 

Сигналдар квадраттын көрсету. Аты қалыпты болмаса да, сигналды квадратты көрсету, ФМ бар сигналдарды және басқа да көптеген модуляцияланған цифрлық сигналдарды бейнелеудің қуаты және өте қолайлы әдісі болып табылады.

11.5- кесте. 4-ФМ типті модуляция үшін сигналдың квадратуралық коэффициенттері

Цифрлық сигнал мәні	Квадратура коэффициенті		Құрама сигнал
01 00 10 11	0.7 07 -0.707 -0.707 0.707	0.707 -0.707 -0.707 0.707	cos(wct+p/4) cos(wct+3p/4) cos(wct-3p/4) cos(wct+p/4)

 

11.11- сурет. 8-ФМ бар сигналдың фазалық диаграммасы

 

Сигналдың квадраттық көрсетуінің мәні, нөльдік бастапқы фазалары бар синусойдалы және косинусойдалы тербелістердің сызықтық комбинациясы сияқты, фазасы бар синусойдалы тербеліс өрнегінде көрсетілген. Бұл келесі тригонометриялық теңдікпен шығады

 

                                ,                        (11.12)

 

 және  тактілік интервалда константа сияқты болады, яғни  және  сигналдарының сызықтық комбинация түрінде  өрнегінде коэффициенттер болып табылады.  мен  бір-біріне қатысты 90⁰ ығысқан болғандықтан, олар фазалық диаграммада ортогональді (олар « квадратурада » болады деп атайды)  және  екі еселі фазалық диаграммада базалық векторлар болады. Косинусойдалы сигналдар әдетте «фазадағы»  сигнал немесе «В-сигнал», ал синусойдалы сигналды – «квадратурадағы » сигнал немесе «К-сигнал» деп атайды. 11.6-кестеде 11.10-суретте көрсетілген. 11.6-кестеде, 11.10-фазалық диаграммадағы сияқты сигнал фазалары қолданылатын, 8-ФМ бар жүйелер үшін сәйкес көрсетулер берілген. Фазалық диаграммадағы бұрулар сағат тілінде қарсы бұрылады деп болжамдалынады, сондықтан синусойдалы функция косинусойдалыдан 90⁰-ке қалады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.6 - кесте. 8-ФМ типті модуляция үшін сигналдың квадратуралық коэффициенттері

Цифрлық сигнал мәні	Квадратура коэффициенті		Құрама сигнал
011 010 000 001 101 100 110 111	0.924 0.383 -0.383 -0.924 -0.924 -0.383 0.383 0.924	-0.383 -0.924 -0.924 -0.383 0.383 0.924 0.924 0.383	cos(wct+p/8) cos(wct+3p/8) cos(wct+5p/8) cos(wct+7p/8) cos(wct-7p/8) cos(wct-5p/8) cos(wct-3p/8) cos(wct-p/8)

 

Түрлі әдістердің модуляциясының іске асуын талдағанда, концепцияны жазғанда, осы тараудың келесі материалының көп бөлігі, сигналдардың квадратуралық көрсетулеріне айтарлықтай сүйенеді.

 

Модулятордың жүзуге асу әдістері. ФМ  модуляторларының бір қатар жүзеге асу әдістері мүмкін. 2-ФМ түрлі модуляцияны қарастырғанда айтылғандай, сәйкес модулятордың жұмысы, инверттелу жоқ болғанда  логикалық бірлік үшін және логикалық нөлдер үшін (1-ге көбейту) тасушы тербелістің қарапайым инверттеуіне негізделуі мүмкін, көпдеңгейлі ФМ бар сигналдарды алу үшін қолданылған, негізгі әдістердің кейбіреуі төменде айтылған:

1.Қарапайым жеткілікті төменгі тасушы жиіліктерде цифрлық сигналды өңдеуді қолданумен талап етілетін формалардың синтезі (ТЧ арналары бойыша жұмыс үшін модемдерде сияқты).

2. Жалғыз тасушыдан көпшілік фазаларды құру және цифрлық сигналдың мәніне тәуелді фазалар арасында таңдау.

3. Қайта қосушы құрылғылар көмегімен, сәйкес талап етілетін фазаларда таңдалынатын басқарылатын кідірістерді қолдану. Екі әдіспен бөлек сигналдарды алу үшін кідірістер жиі қолданылады.

4. Квадратуралы сигналдардың сызықтық комбинациясы сияқты ФМ сигналдарды алу.

Айтылған әдістердің ешқайсысы да (11.10)  формуламен сәйкес көп деңгейлі ФМ-ң көрсетуімен бермейді. Бұл үшін, модуляциялаушы сигналдың  деңгейлеріне тура пропорционал тасушылар тербелістерінде, фазалық ығысулар құратын құрылғы қажет. 2-ФМ жағдайы ерекше, мұнда ±180⁰ тең, фазалық ығысуды алу үшін, көбейткішті қолдануға болады, мұндай құрылғылар жоқ.

 

 

11.12- сурет. Квадратуралық амплитуда бойынша модуляцияланған сигналдардың суперпозиция жолымен 8-ФМ бар сигналдарды алу

 

 

11.13- сурет.  ФМ – модуляторының жалпыланған құрылымдық сұлбасы

 

Егер, төрт әдісте көрсетілгендей, квадратуралық сигналдармен іске асыруды қолданып, алғашқы сигналмен тура модуляциялау жолымен ФМ сигналдарды алу. Екі көпдеңгейлі тұрақты тоқ импульстер түрінде біреуі – (В) фазасында сигнал үшін және біреуі – (К) квадратурасындағы сигнал үшін жасау қажет. Бұл сигналдар, В және К  сигналдары үшін сәйкесінше  және  сияқты белгіленеді. Тұрақты тоқ импульстері ретінде осы екі сигналдар үшін таңдалынған деңгейлер, В және К сигналдарына сызықты комбинация ретінде ФМ сигналының көрсетуі үшін қажет коэффициенттімен сәйкес болады. 11.12- суретте 11.6-кестеде анықталған 8-ФМ бар сигнал амплитуда бойынша модуляцияланған, екі квадратуралық сигналды қосу жолымен алынады. Сәйкес құрылғының құрылымдық сұлбасы 11.13- суретте көрсетілген. Осы белгілі бір модуляторды таңдау тәжіребелік іске асыру бойынша кепілдемелермен емес, модуляцияның негізгі концепцияларын көрсетуімен анықталған және ФМ сигналдар әдісімен берілетіндер спектріне қойылатын талаптар талдау үшін қажет.

 

Демодуляторларды жүзеге  асыру.

ФМ бар барлық жүйелерде тұрақты жанама бар болу салдарынан детектрлену жергілікті тіректік тербеліс көмегімен жүру керек. 2-ФМ типті жүйелер үшін идеалды тіректік тербеліс, екі мүмкін болатын фазалардың біреуін көрсететін тербеліспен когорентті. Осы тіректік тербеліс, фазадағы сигналға көбейтілгенде, максималды амплитудалы оң шығыс сигналы құрылады. Қарама-қарсы фазалы сигналға көбейткенде максималды амплитудалы теріс шығыс сигнал құрылады. Осылай, 2-ФМ нәтижесінде, егер жергілікті когорентті тіректік тербеліс жасалса, қарама-қарсы сигналдар сипаттамаларын алады. 2-ФМ үшін демодуляция процесі 11.13- суретте келтірілген, мұнда көбейту (араластыру) процестерінің және сүзгілеу нәтижесінде m₂(t) тұрақты тоқ импульстері ретінде сигнал тиімді қалпына келеді.

11.13 - суретте көрсетілген төменгі жиіліктер фильтр және смеситель комбиациясының фазалық детекторы деп аталады. Фазалық детектрлеу нәтижесі матиматикалық түрде келесідей бөлінеді

дан төменгі жиілікті бөлік  да төменгі жиілікті. 2-ФМ екі әдісі бойынша модуляцияланған сигналдарды детектрлегенде, жалғыз фазалық детектор, қабылданатын сигнал, фаза мәні 0 немесе 180⁰-қа жақын екенін көрсетеді.  сигналының полярлығы фазалық детектор шығысында белгіленген ақпаратты шағылдырады. Бірақ, көпдеңгейілі фазалық монипуляция жүйелерінде жалғыз фазалық детектор көмегімен алынатын ақпарат екі себеп бойынша жеткіліксіз. Біріншіден, ,  бұрышы оң немесе теріс болатыны туралы ақпарат бермейді. Екіншіден, фазалық детектор шығысындағы сигнал амплитудасы, -ға да қабылданатын сигнал амплитудасына пропорционалды.

Яғни, фазалық детектор шығысындағы сигнал амплитудасынан, оны қабылданатын сигнал амплитудасымен салыстырмағанша ешқандай хабар алуға болмайды.

Егер екінші араластырғыш сүзгі көмегімен басқа тіректік қатысты фаза өлшесе бұл екі проблеманы шешуге болады. Күткендей, егер екінші тіректілік тербеліс біріншіге қатысты ортогональді болған жағдайда ең жақсы сипаттамалар алынады. Екінші фазалық детектор тек оң және теріс фазалар арасындағы анықталмағандықтан шешіп қана қоймайды, сонымен қатар амплитудалық эталон қажеттілігін жояды. Барлық шешімдер амплитуда да ғана емес, фазалық детектор шығысында сигнал полярлығында базалануы мүмкін. Біріші мысал ретінде 11.5- кестесінде 4-ФМ бар сигналдарының детектрлерін қарастырамыз. Екі биттің біріншісі 0-ге тең, егер фазалық деңгей оң болса, онда  қарсы жағдайда 1-ге тең. Осыдан цифрлық сигналдың бірінші биті толығымен  полярлығымен анықталады, яғни екінші фазалық детектрдың шығыс сигналымен . Осығын ұқсас, цифрлық сигалдың екінші биті 1-ге тең, егер фаза -ке тең болса және бұл  полярлық екінші битті анықтауға қажет барлық ақпараттан тұратынын көрсетеді. 4-ФМ бар сигналдың демодуляторды жүзеге асырудың негізгі варианты 11.13- суретте көрсетілген. Модулятор және демодулятор сұлбаларының арасындағы байланысты көрсету үшін, 4-ФМ модуляторяның сұлбасында келтірілген. 4-ФМ бар жүйе арнайы таңдалынған, себебі ол кең қолданылады және басқа модуляция әдістерін бейнелеу үшін жақсы негіз береді.

 

 

11.14-сурет. 4 деңгейлі ФМ үшін модулятор және демодулятордың құрылымдық сұлбасы: а) модулятор; б) демодулятор (детектор)

 

11.13 - суретте көрсетілген 4-ФМ бар жүйеге назар аудару керек маңызды ерекшелігі екі бөлек цифрлық ағын болып табылады. Модуляторда кіріс цифрлық ағын бөлінеді, сондықтан биттер бірінен соң бірі біресе (В) фазасындағы модуляторға, біресе (К) квадратурадағы модуляторға түседі. Осы биттер сәйкес фазалық детекторлар шығысында пайда болады, онда олар біртіндеп тізбекті цифрлық ағынға енгізіледі. Осылай  және  тасушылардың ортагональді тербелістерін қолданатын екі тәуелсіз екілік ФМ – арна жасалынады. Бұл аралар әдетте сәйкесінше В және К арналар деп аталынады. Бар жолақ шегінде екі арна жасау әдісін кейде « квадратуралық топ құрғыш» деп те атайды.

Модуляторда тасушылар тербелісі және демодуляторда тіректік тербелістен шынында ортагональді болғанда (қабылдағышта когоренттік екі арна бойынша ұсталынады), В және К арналар бір-біріне кедергі жасамайды. Кез-келген ортагоналдықтан ауытқуы екі квадратуралық арналар арасында ауыспалы бөгеулердің пайда болуына әкеледі. Егер беру трактінде қоректелінбеген фазалық бөгеуілдер болса да, ауыспалы бөгеттер пайда болады.

Бір қарағанда, квадратуралық топ құру берілген жолақтың өткізу қабілетін екі есе өсіретін сияқты болуы мүмкін. Бірақ, квадратуралық сигналдың әрқайсысында ФМ екілік сигнал екі ендік сигнал сияқты болатынын ескере кету керек. Яғни, квадратуралық арна жиілігі бір ендігі бар жүйемен салыстырғанда 50%-ы ғана қолданылады. Квадратуралық арналар қолданылғанда бір ендіктімен жұмыс істеу мүмкін емес, себебі жолақтарды бөлу процесі екі сигналдан ортагоналдығын бұзады. Квадратуралық топ құрғыш, екі ендігі бар спектрді берумен шақырылған өткізу қабілетінің азаюын тек компенсациялайды. Шынында да бір ендікті модулятордың кейбіреуі  11.13- суретте көрсетілген квадратуралық ФМ-ы бар модуляторға ұқсас.

Деңгейлер саны көп және ФМ бар жүйелерде демодуляция және детектрлеу, тек екі тіректік тербелісті қолдану, цифрлық сигналдың барлық биттерін анықтау үшін қарапайым әдістер бермеумен күрделінеді. Барлық цифрлық сигналдарды анықтау үшін қарапайым шешімдер қабылдана алатын екі негізгі әдіс бар. Әдістердің біреуі қабылдағышқа тіректік тербелістердің көп санын енгізуде және қосымша тіректік тербелістерге қатысты қабылданатын сигналдың фазасын өлшеуде. Екінші әдіс, тек екі тіректік тербеліс және олармен байланысты фазалық детектрлерді қолдануда және бірінші екі шығыс сигналдарды сызықты комбинация сияқты барлық қосымша өлшеулердің нәтижелерін алуда.

Бірінші әдістің мысалы ретінде 8-ФМ бар жүйесін суретте қарастырамыз (11.6-кестені қара). Егер екі қосымша фазалық детектрлер шығыстарында  және  фазалары бар тіректік тербелістерге қатысты, осы жүйе үшін оптималды детектрлеуге қол жеткізуге болады. Бұл екі жаңа тіректік тербелістер 11.13-суретінде көрсетілгендей А және Б болып белгіленеді.

 

11.15-сурет. 8-ФМ бар сигнал детектрленуі үшін тіректік тербелістер

 

Төрт тіректік тербелістерге сәйкес келетін төрт фазалық детектрлер шығысындағы сигналдар, келесідей анықталады

 

                                                                (11.13)

осыдан төменгі жиілікті бөлік.

 

 

осыдан төменгі жиілікті бөлік.

 осыдан төменгі жиілікті бөлік.

 осыдан төменгі жиілікті бөлік.

Шешімнің келетін логикасын анықтау үшін, сигналдардың мүмкін болатын сегіз сигналдар фазасының әр қайсысы үшін осы өрнектерді бағалау жүргізілді. Нәтижелері 11.7- кестеде келтірілген. 11.7- кестені зерттеуден цифрлық сигналдың бірінші биті  оң болғанда1-ге тең екенін көруге болады. Осыған ұқсас цифрлық сигналдың екінші биті, , ,  оң немесе барлығы теріс болғанда 1-ге тең. Яғни цифрлық сигалдың үшінші биті фазалық детектрлер шығыстарында сигналдардың логикалық комбинациясы сияқты анықталады.

 

11.7- кесте. 8 деңгейлі ФМ кезіне фазалық детектрлер шығысындағы сигналдар

Цифрлық сигнал мәні	Фаза мәні
011 010 000 001 101 100 110 111	p/8 p/8 p/8 p/8 p/8 p/8 p/8 p/8	-0,383 -0,924 -0,924 -0,383 0,383 0,924 0,924 0,383	0,383 -0,383 -0,924 -0,924 -0,383 0,383 0,924 0,924	0,924 0,383 -0,383 -0,924 -0,924 -0,383 0,383 0,924	0,924 0,924 0,383 -0,383 -0,924 -0,924 -0,383 0,383

 

Нәтижесінде

                              ,                                   (11.14)

 

мұнда -цифрлық сигналдың  биті, ал К, В, А және Б -  , , ,  оң шығыс сигналдарына сәйкес келетін логикалық ауыспалылар.

Фазалық детектрлер мен қосымша екі тіректік тербелістер талап етілмейтін 8-ФМ бар сигналдарды детектрлеудің басқа әдісі (11.14) формуладан шығады. Қосымша өлшеулер нәтижелері келесідей анықталуы мүмкін.

 

                  ; .                         (11.15)

 

Яғни,  және  квадратуралық арналарда фазаның өлшеу нәтижелерінде сызықты комбинациясы ретінде,  және  өлшеу нәтижелері алынуы мүмкін, ал қосымша фазалық детектрлер талап етілмейді. 8-ФМ сигналы бар демодулятордың осы ережесі негізінде тұрғызылған құрылым 11.15- суретте келтірілген. (11.15) формулада сызықты комбинацияларды орындағанда 0,707 көбейткіштерді ескермеуге болады, себебі тек нәтиже белгісі қолданылады.

(11.15) формулада сызықты комбинациялар, квадратуралық арнаның базалық векторларын  рад бұрышқа бұрылуы үшін қажет сызықты комбинацияларын анықтау оңай. Бұдан, фазалық детектрлерге негізделген барлық демодулятор сызықтық комбинациялардың қажет санымен және екі фазалық детектрмен орындалуы мүмкін.  радианға бұрылу бұрышы өзгергенде алынатын сызықтық комбинациялар үшін жалпыланған өрнек келесідей

 

                  ; .                         (11.16)

 

 

11.16-сурет. 8 деңгейлі ФМ демодуляторы тек екі тіректік тербеліс қолданылады

 

 

Тактілік жиіліктер тербелісін және тіректік тербелістерді қалпына келтіру.

Алдыңғы тарауларда қарастырылған барлық демодуляторлы, өзінің жұмысы үшін тасушының жергілікті когорентті тіректік тербеліс талап етеді. Одан басқа, көпретті фазалық монипуляциясы бар, жүйелер аз дегенде бірінші квадратурасына тағы бір тіректік тербеліс талап етеді. Кез келген тіректік тербелісті қалпына келтіру, фазалық монипуляциясы бар жүйе, екі ендік және бәсендетілген тасушысы бар жүйе болғандықтан күрделенеді. Басқа сөзбен айтқанда, тасушы жиілігінде, спектрде, басқа типті модулятордың кейбіреуінде дискретті жол болмайды. Берілетін сигнал спектрінде сызықты құрамалар болмауы үшін, АҚШ-та байланыс бойынша фидералды комиссияны арнайы бекітті. Спектрде, тасушы жиілігінде сызықты құрамалар болмауы, сызықты емес өңдеудің бірнеше әдістерінің біреуін қолданумен қол жеткізеді. Бір когорентті тіректік тербеліс алғаннан кейін, одан дифференциалдау және кідіріс жолымен квадратуралық тіректік тербеліс құрылады.

Тактілік жиілік тербелісін қалпына келтіру бірнеше әдістермен іске асырылады. Демодуляция іске асқаннан және тасушы тербеліс қалпына келгеннен кейін, тұрақты тоқ жолымен тактілік жиілікпен тербелісті алуға болады. Тұрақты тоқ импульстері түрінде, сигналдан тактілік жиілік тербелісін қалпына келтіру, сигнал ешқашан модуляция және демодуляцияға түспегендей болып жүреді. Осыған қарсы кейде модуляцияланған сигналдан тактілік жиілік тербелісін бөлуге болады. Егер, ФМ бар сигналды, жолағы айтарлықтай қысқарған сүзгі арқылы өткізсе, онда жанама тұрақты болмайды және сигналдың символдардың қайталау жиілігін амплитудалық модуляциясын шағылдырады. Яғни, тактілік жиілік тербелісінің жолағы қысқарған сүзгі арқылы өткізілген, ФМ сигналдың жанамасын детектрлеу жолымен сигнал демодуляциясынан тәуелсіз қалпына келтіруге болады.

Тактілік синхронизацияны құптау үшін кез келген әдісте хрондайтын ауысулардың белгілі бір минималды тығыздығын талап етеді.

 

ФМ бар жүйелер үшін қателіктер сипаттамасы.

Цифрлық сигналдармен модуляциялайтын кез-келген жүйе үшін қателер сипаттамасы, сигналдар кеңістігі диаграммасында, нүктелер арасындағы қашықтыққа тәуелді. Мысалы, 11.12-суретте фазалық диаграммада көрсетілгендей 2-ФМ бар жүйесінде қателердің оптималды сипаттамасын жүзеге асыруға болады, себебі берілген қуат деңгейі үшін сигналдың екі нүктесі де бір-бірінен максимал қашықтыққа қалады (шеңбер диаметрі). Басқаша айтқанда, 2-ФМ бар жүйенің сигналдарының бірі келесіне қатысты қарама-қарсы болып табылады. Яғни, 2-ФМ типті модуляция кезінде қателер сипаттамасы төрт тарауда анықталғандай, қарсы сигнал сипаттамасына сәйкес келеді.

ФМ бар көпфазалы жүйелер қателерінің сипаттамасын, қателіктер қашықтығының салыстырмалы кемуін анықтай отырып, 2-ФМ бар жүйеннің сипаттамасымен сәйкестендіру оңай (сәйкес тіректік тербеліспен фазалық детектор шығысындағы кернеу). ФМ бар көпдеңгейлі жүйенің фазалық диаграммасында көрші нүктелер арасындағы қашықтық үшін жалпы өрнек келесідей

 

                                                  ,                                          (11.17)

мұнда, N - фазалар саны.

4-ФМ бар жүйеде қателіктер қашықтығы 2-ФМ бар жүйелердегі қателіктер қашықтығына қарағанда 3дБ-ге аз. Бірақ қателіктер қашықтығының азаюы, шулық жолақтың екі есе азаюымен компенсацияланады. 4-ФМ бар жүйеде, детекторды сол шу қуатын алу үшін, шудың спектрлік тығыздығы 3дБ-ге көп болуы керек еді. Бұл жерден жүйенің цифрлық сигналдарды модуляциялаумен салыстарғанда, қарапайым сигнал қуатының шу қуатына қатынасы болуы мүмкін. Бірақ ОСШ-ға тәуелді сипаттамалық қателікті алу, бөгеулер әсері анықталғанда немесе қателіктер ықтималдығы аз болғанда дұрыс. 11.13- суретте, тәуелді, 32-ФМ, 16-ФМ, 8-ФМ, 4-ФМ, 2-ФМ бар сигналдар үшін қателіктер сипаттамалары бейнеленген. В қосымшасында ОСШ-ға тәуелді қателіктер ықтималдығын алу үшін қажет қатынастар берілген.

 

Квадраттық амплитудалық модуляция.

Жоғарыда айтып кеткендей ДБП-мен салыстырғанда жиіліктердің жолағын ең жақсы қолдануға оптималды немесе квадраттық амплитудалық модуляция қолданғанда қол жеткізуге болады.

Егер бір жолақта тасушылары 90-қа фаза бойынша ығысқан, бір-бірінен аддитивті қойылған екі сигналды берген жағдайда, АМ –сы бар ДБП жүйесінде хабар бару жылдамдығын жиілік жолағын кеңейтпей-ақ екі есе көбейтуге болады.

11.17-сурет. 4 - позициялы фазалық модуляция

 

Екілік АМ сигналының әр арнада 180 қа  фаза секірістері бар, яғни екілік фазалық модуляция сигналына ұқсас. 11.17 - суретте көрсетілгендей фазаның түрлі төрт мәні болады. Бірақ мұндай жүйе, 4 позициялы фазалық модуляция сұлбасынан кодалаумен ерекшеленеді, яғни модуляциялаушы сигналдың жағдайына сәйкес, беттер қоятын тізбегі бойынша.

КАМ бар құрылымдық сұлба 11.16 - суретте  көрсетілген f(1) ең алдымен берілетін сигнал, кодерде К f (t) және f(t ) екі сигналға бөлінеді, олар хабар берудің жарты жылдамдығымен  жұмыс істейді және жүйенің екі тармағында да  (М) модуляцияланады (Д) демодуляцияланады, санау жүйесіне және (OP, PO) регуляция жүйесіне беріледі. ДК рекодерде қабылданатын екі сигналдардың комбинациясы  бойынша  алғашқы екі тізбекшелік қалпына келтіріледі. Модуляция жылдамдығы 1/т болғанда 2 тәуелсіз тармаққа бөліну салдарынан, хабар берудің 2/т екі есе жылдамдығымен жұмыс істеуге болады. Жылдамдық өзгергенде қажет синхронизация жергілікті ТТСГ генераторымен қамтамасыз етіледі.

Сигналдардың құрылуы, ремодулятордан кейін және модулятордың алдында тұратын, екі тармақ үшін де төменгі жиілік  сүзгілерімен бөлек асырылады, көп жағдайда шығыстағы спектрлер косинусойдалы, түзету олар екі тармаққа да жалпы қабылдап бергіштің сүзгісі, модуляцияның қажет емес өнімдерін басу үшін қызмет етеді. Қабылдағыштың жалпы сүзгісінің тапсырмасы, байланыс арнасында әрекет ететін, бөгеулерді ең жақсы басу болып табылады. Ақпаратты қалпына келтіру үшін қабылданатын фазасы бар,  ортогональді тасушы тербеліске көбейту жолы бар сигнал қажет.

 

 

Бергіш сүзгісі; ҚС- қабылдағыш сүзгісі;

БА- байланыс арнасы;

РСЖ- регенерация және санау жүйесі;

ТТСГ-тасушының және тактілік сигнал генераторы;

ТТССГ- тіректік және тактілік сигналдардың синхронданған генераторы.

 

11.18-сурет. Квадратты АМ-ді қолданатын байланыс жүйесі

 

 Жоғарғы жиілікті  компоненттерді басқаннан кейін төменгі жиілікті қабылдағыш сүзгіде екі арнаның сигналдары  да толығымен бөлінген:  p (t)=a (t):  p  (t)=b (t). Егер тасушы тербеліс фазасы  талап етілетін мәнінен ауытқитын болса, онда Pb1(t) немесе Pb2 (t) да басқа арна  сигналының бөлек  компоненттері пайда болады. Қабылдауда фазаны синхрондау үшін   жиіліктер жолағының ортасында орналасқан пилот - сигнал  немесе мәліметтер сигналынан фаза ауытқуына пропорционал қателік сигналын бөледі.

Композициялы сигналдары бар КАМ жүйелері үшін сигналдар түрлі реттелінуі мүмкін. Мысалдардың біреуі 11.19 - суретте көрсетілген.

КАМ-ң түрлі жүйелері бір-бірінен аз болса да, бөгеттер сезімталдығымен ерекшеленеді. Мұның себебі, бөгеттер сезімталдығын анықтайтын көршілес  жағдайлар арасындағы қашықтық сигнал векторының орналасуына байланысты тәуелділігі түрлі болады.

11.19-сурет. 4 - позициялы АМ  fm1(t) және fm2(t) ортоганальді қосу есебінде квадраттық АМ кезінде фазаларды құру

 

 

Қысқартылған тізімдер

 

АК - арнаны коммутациялау 

АМ - амплитудалық модуляция

АУҮ - асинхронды уақыттық үлестіру

АУК - асинхронды уақыт коммутациясы

БҚ - басқару құрылғысы

БГ - беруші генераторының

Ж - жиіліктік

ЖЕСҚ - жедел еске сақтау құрылғысынан

ДХТ - дискретті хабар тарату

ЕСҚ - есте сақтау құрылғысы

ЕСА - екілік симметриялық арна

ҚК - қоректендіру көзі

ҚҚҚ - қателерден қорғау құрылғысы

КДА - кеңейтілген дискретті арна

К- кеңістіктік

КТ- коммутация түйіні

ҚАУМЖ- қисындастырылған және асинхронды (мекен-жайлық)

МТ - мәліметтерді тарату

МЦС - мәліметтердің цифрлық сигналдары

ММ - мәндік мезет

МА - мәндік аралық

МТМ - мәліметтер тарату мультиплексоры

ТЖФ - төменгі жиілікті фильтр

ТТСГ-тасушының және тактілік сигнал генераторы

СТҚ- сигналдарды түрлендіру құрылғысы

СУ- синхронды уақыттық  бөлу

СБЖ - сигналдарды бөлу жүйесі

СУҮ - синхронды уақыттық үлестіру

ТИ - тактілік импульстер

ФҚ - фронттары қалыптастырушы

ФМ -фазалық монипуляция

ХА - хабарды алушы

ХК - хабар көзі

ХК - хабарды коммутациялау

ХТК- халықаралық телеграфтық код

ХҮЖ - хабарларды үйлестіру жүйесі

Әдебиеттер тізімі

 

1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: 2-е изд. /Пер. с англ.- М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 1104 с.

2. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов.- СПб.: Питер, 2002.

- 608 с.

3. Прокис Дж. Цифровая связь. Радио и связь, 2000, -797с.

4. В.К. Душин. Теоретические основы информационных процессов и систем: Учебник. - М. Издательско – торговая корпорация « Данников и К», 2003.

5. Джон К.Беллами. Цифровая телефония. Издание третье. -Москва, 2004.-639с.

6. М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В Кунегин. Системы и сети передачи информации. Учебное пособие для вузов. - М.: “Радио и связь”, 2001.-333с.

7. Абдуллаев Д.А., Арипов М.Н. Передача дискретных сообщений в задачах и упражнениях. М., “Радио и связь”, 1985.- 128 с.

8. Арипов М.Н., Захаров Г.П., Малиновский С.Т., Яновский Г.Г. Проектирование и техническая эксплуатация сетей ПДС.- М.: “Радио и связь”, 1988. -360 с.

9. Астапкович К.Ф., Буянов В.Ф., Егоров В.А. и др. Результаты экспериментального исследования цифрового УПС-9600 // Электросвязь.- 1986.- №7- с.29-30.

10. Бакулин В.И. Об оценке межсимвольных искажений при приеме однополосного сигнала.//Техника передачи данных – сборник статей под ред. Шварцмана В.О.-М.: “Связь” 1976.- с.47-53.

11. Боккер П. Передача данных. т.1 и 2.-М.: “Связь”, 1980-81.- т.1.-264 с., т.2.-253 с.

12. Брескин В.А., Лазарев А.М., Шевченко Ю.В. Коррекция сигналов в высокоскоростных УПС-ОБП //Труды учебных институтов связи. Радиотехнические системы и устройства.,1985.- с. 112-119.

13. Гуров В.С. и др. Передача дискретной информации и телеграфии. Учебник для вузов связи.-М.: “Связь”, 1974.- 526 с.

14. Данилов Б.С., Стукалов С.В., Тамм Ю.М., Штейнбок М.Г. Устройства преобразования сигналов передачи данных.- М.: “Связь”,1979. -128 с.

15. Данилов Б.С., Штейнбок М.Г. Однополосная передача цифровых сигналов. М., “Связь”, 1974, 135- с.

16. Данилов С.В. и др. Устройства преобразования сигналов передачи данных.- М.: “Связь”,1975.-296 с.

17. Дивногорцев Г.П., Яшин В.М. Системы и аппаратура обмена информацией в сетях ВЦ.- М.: “Связь”, 1976.-216 с.

18. Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации.- М.: “Радио и связь”,1982.-240 с.

 

 

 

                                  

Қатипа Сламбайқызы Чежимбаева

Әділжан Жақыпбекұлы Жанқозы

 

 

Цифрлық байланыс технологиялары

Оқу құралы

 

 

Редакторы Ж.А. Байбураева

2006ж. қосымша жоспары бойынша, 3 реті

 

 

 

Теруге берілген күні

Пішімі 60*84  1/16

Типография қағазы №2

Оқу-баспа таб. -5,8. Таралымы     100     дана. Тапсырыс          .Бағасы    233тг

Басуға                     2006ж. Қол қойылды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтының

 көшірмелі – көбейткіш бюросы

050013 Алматы, Байтұрсынұлы көшесі 126 үй