신호는 지속 시간, 스펙트럼 폭 및 동적 범위로 특성화됩니다. 신호의 볼륨은 일반화된 특성으로 사용되며 신호의 지속 시간은 신호의 존재 시간을 결정하고 스펙트럼의 폭은 신호의 주요 에너지가 집중되는 주파수 범위입니다. 동적 범위는 간섭 전력에 의해 결정되는 최저 허용 값에 ​​대한 최고 순간 신호 전력 Pmax의 비율을 나타냅니다.

신호의 중요한 특성은 기본입니다. 신호를 협대역(단순)이라고 하고, 다음을 광대역(복합)이라고 합니다.

위치 코드를 사용할 때 UPS 출력에서 ​​얻은 기본 신호는 다음 그룹으로 나눌 수 있습니다.

결정론적 채널의 변동 잡음과 관련하여 최대 잡음 내성을 제공하는 신호입니다. 이러한 신호의 에너지는 대부분 동일합니다. 직교 신호에 대한 스칼라 곱의 경우 m 값이 항상 짝수인 직교 신호의 경우 m 신호 중 하나는 항상 하나의 반대 신호에 해당하고 나머지 신호는 직교하고; 조건이 충족되는 비직교 신호

결정론적 비왜곡 채널과 추가 백색 잡음으로 최대 잡음 내성을 제공하는 신호의 예로는 위상 변조 신호와 양극 신호가 있습니다. 직류. 직교 신호에는 고조파 신호 세그먼트의 주파수가 변조 주파수의 배수인 경우 이진 주파수 변조(FM) 신호가 포함됩니다. 개별 신호 간의 이동이 예를 들어 0°, 120° 및 240°일 때 비직교 신호가 위상 변조에 사용되는 경우 이중 위상 변조에 쌍직교 신호가 사용됩니다.

실제 신호의 분석 및 합성과 관련된 많은 문제는 일반적으로 형태가 복잡한 이러한 신호가 간단한 신호의 형태로 표현될 수 있다는 사실로 인해 단순화됩니다. 이는 특정 회로를 통한 통과에 대한 후속 분석에 편리합니다. 예를 들어, 특정 신호는 직교 구성요소(기본 신호)의 집합으로 표현될 수 있습니다.

그리고 셀 수 없이 많은 방법으로. 기록(6.1)을 일반화된 푸리에 급수라고 합니다. 간격은 신호의 지속 시간을 나타냅니다. 분해에 사용되는 직교 함수 시스템은 미리 알려져 있으므로 신호는 이러한 함수에 대한 가중치 계수 세트에 의해 결정됩니다.

이러한 숫자 세트를 신호 스펙트럼이라고 합니다. 스펙트럼 성분의 합(6.1)으로 표시되는 신호 스펙트럼을 이산형이라고 합니다.

이산된 기저 함수 집합이 신호를 표현하는 데 충분하지 않고 연속적으로 변하는 매개변수 p의 값이 다른 셀 수 없는 기저 함수 집합이 필요한 경우 신호는 적분 형식으로 표현됩니다.

이를 일반화된 푸리에 적분이라고 합니다. 이러한 신호의 스펙트럼은 연속 변수(3)의 함수로 특징지어지며 이를 연속이라고 합니다.

각 스펙트럼 구성요소의 통과를 고려하여 선형 회로주어진 특성을 사용하여 회로 출력의 신호는 가중 계수를 사용하여 (6.1) 또는 (6.2) 형식으로 얻거나 일반적으로 고려중인 회로의 특성과 다르거나 이에 따라 달라집니다.

PDS 이론의 분석 외에도 신호 합성의 문제를 해결하는 것이 필요합니다. 두 가지 유형이 있습니다. 구조적 합성 - 지정된 요구 사항을 충족하는 신호 모양 결정; 파라메트릭 합성 - 알려진 형태의 신호 매개변수 결정. 합성 과정에서 합성 품질을 특징짓는 하나 또는 다른 기능(또는 기능)의 극한값을 보장해야 하는 경우 합성을 최적이라고 합니다.

실제로 직사각형 및 정현파 모양의 신호 시스템이 널리 사용됩니다. 직사각형 신호는 단위 간격 내 직사각형 펄스의 진폭, 지속 시간, 수 및 위치가 서로 다릅니다. 기본 정현파 신호는 진폭, 주파수 및 위상이 서로 다른 정현파 진동의 세그먼트입니다.

일반화된 신호 이론을 연구할 때 다음과 같은 질문이 고려됩니다.

1. 정보 전송을 위해 무선공학에서 사용되는 신호 분석의 기본 특성 및 방법.

2. 채널 구축 과정에서 신호 변환의 주요 유형.

3. 신호에 대한 연산을 수행하는 무선회로의 구성방법 및 분석방법.

무선 공학 신호는 무선 공학에 사용되는 신호로 정의될 수 있습니다. 목적에 따라 무선 신호는 다음과 같은 신호로 구분됩니다.

라디오 방송,

텔레비전,

전신,

레이더,

라디오 네비게이션,

원격 측정 등

모든 무선 신호는 변조됩니다. 변조된 신호를 생성할 때 기본 저주파 신호(아날로그, 이산, 디지털)가 사용됩니다.

아날로그 신호 전송된 메시지의 변화 법칙을 반복합니다.

이산 신호 – 메시지 소스는 특정 시간 간격으로 정보(예: 날씨 정보)를 전송하며, 또한 아날로그 신호의 시간 샘플링 결과로 개별 소스를 얻을 수 있습니다.

디지털 신호 디지털 형식으로 메시지를 표시하는 것입니다. 예: 문자 메시지를 다음과 같이 인코딩합니다. 디지털 신호.

모든 메시지 문자는 이진수, 16진수 및 기타 코드로 인코딩될 수 있습니다. 인코딩은 인코더를 사용하여 자동으로 수행됩니다. 따라서 코드 기호는 표준 신호로 변환됩니다.

디지털 데이터 전송의 장점은 높은 잡음 내성입니다. 역변환은 디지털-아날로그 변환기를 사용하여 수행됩니다.

신호의 수학적 모델

신호의 일반적인 특성을 연구할 때 일반적으로 신호의 물리적 특성과 목적을 추상화하여 수학적 모델로 대체합니다.

수학적 모델 - 신호의 가장 본질적인 특성을 반영하여 신호의 수학적 설명을 위해 선택된 방법. 수학적 모델을 기반으로 신호를 분류하여 공통 속성과 근본적인 차이점을 파악하는 것이 가능합니다.

무선 신호는 일반적으로 두 가지 클래스로 나뉩니다.

결정론적 신호,

무작위 신호.

결정적 신호 언제든지 그 값이 알려진 양이거나 미리 계산될 수 있는 신호입니다.

무작위 신호 순시값이 랜덤 변수인 신호(예: 소리 신호)입니다.

결정론적 신호의 수학적 모델

결정적 신호는 두 가지 클래스로 나뉩니다.

주기적,

비주기적.

허락하다 에스 ( 티 ) - 결정론적 신호. 주기적인 신호는 주기적인 시간 함수로 설명됩니다.

일정 기간 후에 반복 티 . 약 티 >> 티 . 나머지 신호는 비주기적입니다.

펄스는 제한된 시간 간격(펄스 지속 시간) 동안 값이 0과 다른 신호입니다. ).

그러나 수학적 모델을 설명할 때는 무한한 시간 간격으로 정의된 함수가 사용됩니다. 효과적인(실제) 펄스 지속 시간의 개념이 도입되었습니다.

.

기하급수적인 모멘텀.

예: 지수 펄스의 유효 지속 시간을 신호 값이 10배 감소하는 시간 간격으로 정의합니다. 패턴의 유효 펄스 지속 시간을 결정합니다.

신호의 에너지 특성 . 순간 전력은 1Ω 저항에서의 신호 전력입니다.

.

비주기적 신호의 경우 1Ω 저항에서의 에너지 개념을 소개합니다.

.

주기적 신호의 경우 평균 전력 개념이 도입됩니다.

신호의 동적 범위는 최대 신호의 비율로 정의됩니다. 피 ( 티 ) 그 최소한으로 피 ( 티 ) , 특정 전송 품질(일반적으로 dB로 표시)을 보장할 수 있습니다.

.

연사의 차분한 음성은 약 25~30dB의 동적 범위를 가지며, 심포니 오케스트라의 경우 최대 90dB입니다. 값 선택 피 분 간섭 수준과 관련:
.

5.1 통신 시스템

통신 시스템은 발신자에서 수신자에게 메시지 전송을 보장하는 일련의 장치 및 환경으로 이해됩니다. 일반적으로 일반화된 통신 시스템은 블록 다이어그램으로 표현됩니다.

그림 1 - 일반화된 통신 시스템

송신기는 통신 신호를 감지하고 생성하는 장치입니다. 수신기는 수신된 통신 신호를 변환하여 원본 메시지를 복원하는 장치입니다. 유용한 신호에 대한 간섭의 영향은 수신기 출력에서 ​​수신된 메시지가 전송된 메시지와 동일하지 않다는 사실로 나타납니다.

통신 채널은 다음과 같은 집합으로 이해됩니다. 기술 장치, 독립적인 전송 제공 이 메시지의해당 통신 신호의 형태로 공통 통신 회선을 통해. 통신 신호는 메시지를 고유하게 표시하는 전기적 교란입니다.

통신 신호는 형태가 매우 다양하며 시간에 따라 변하는 전압 또는 전류를 나타냅니다.

통신 이론의 실제 문제를 해결할 때 신호의 크기는 신호 지속 시간, 스펙트럼 폭, 간섭에 대한 평균 신호 전력 초과라는 세 가지 특성을 곱한 것과 동일한 볼륨으로 특성화됩니다. 이 경우에는 . 이러한 특성이 데카르트 시스템의 축에 평행하게 확장되면 평행육면체의 부피가 얻어집니다. 따라서 곱을 신호의 볼륨이라고 합니다.

신호의 지속 시간은 신호의 존재 시간 간격을 결정합니다.

신호 스펙트럼의 폭은 신호의 제한된 주파수 스펙트럼이 위치한 주파수 간격입니다. .

통신 채널은 물리적 특성상 허용 가능한 범위의 전력 변경이 있는 제한된 주파수 대역에 스펙트럼이 있는 신호만 효과적으로 전송할 수 있습니다.

또한 메시지를 보낸 사람에게 매우 특정한 시간 동안 통신 채널이 제공됩니다. 결과적으로 통신 이론의 신호와 유사하게 채널 용량 개념이 도입되었으며 이는 다음과 같이 정의됩니다. ; .

용량이 같은 통신 채널을 통해 볼륨이 있는 신호를 전송하기 위해 필요한 조건은 , 또는 입니다. 신호의 물리적 특성은 변경될 수 있지만 그 중 하나의 감소는 다른 하나의 증가를 동반합니다.

5.2.2 대역폭 및 전송 속도

대역폭은 정보 전송의 가능한 최대 속도입니다. 최대 처리량은 채널 대역폭과 비율에 따라 달라지며 공식에 의해 결정됩니다. . 이는 변동 간섭이 있는 모든 통신 시스템에 유효한 Shannon의 공식입니다.

5.2.3 채널 주파수 응답

통신 채널의 주파수 응답은 주파수에 대한 잔류 감쇠의 의존성입니다. 잔류 감쇠는 통신 채널의 입력 및 출력 레벨 차이입니다. 라인의 시작 부분에 전력이 있고 끝 부분에 - 가 있으면 비페레스의 감쇠는 다음과 같습니다.

.

전압과 전류의 경우도 유사합니다.

; .

신호는 다양한 매개변수로 특성화될 수 있습니다. 일반적으로 이러한 매개변수는 많지만 실제로 해결해야 하는 문제의 경우 그 중 소수만이 중요합니다. 예를 들어 제어할 장치를 선택할 때 기술적 과정신호 분산에 대한 지식이 필요할 수 있습니다. 신호가 제어에 사용되는 경우 그 전력이 필수적입니다. 채널을 통해 정보를 전송하는 데 필수적인 세 가지 주요 신호 매개 변수가 고려됩니다. 첫 번째 중요한 매개변수는 신호 전송 시간입니다. T 초. 고려해야 할 두 번째 특성은 전력입니다. P와특정 수준의 간섭이 있는 채널을 통해 전송되는 신호 Pz. 값이 높을수록 P와와 비교하다 Pz, 잘못된 수신 가능성이 낮아집니다. 따라서 관심관계는 다음과 같다. Ps /Pz .잡음 대비 신호 초과라고 하는 이 비율의 로그를 사용하는 것이 편리합니다.

제삼 중요한 매개변수주파수 스펙트럼은 FX. 이 세 가지 매개변수를 사용하면 좌표를 사용하여 3차원 공간의 모든 신호를 표현할 수 있습니다. 패, 티, 에프부피가 있는 평행육면체 형태 T x F x L x. 이 곱을 신호의 볼륨이라고 하며 V x 로 표시합니다.

정보 채널은 세 가지 해당 매개변수로 특징지어질 수도 있습니다. 채널 사용 시간 T k, 채널에 의해 전송되는 주파수의 대역폭 Fk및 채널의 동적 범위 DK다양한 신호 레벨을 전송하는 능력을 특징으로 합니다.

크기

채널 용량이라고 합니다.

왜곡되지 않은 신호 전송은 신호 볼륨이 채널 용량에 "맞는" 경우에만 가능합니다.

결과적으로 신호를 정보 전송 채널과 일치시키기 위한 일반적인 조건은 다음 관계에 의해 결정됩니다.

그러나 이 관계는 신호를 채널과 일치시키는 데 필요하지만 충분하지 않은 조건을 나타냅니다. 충분조건은 모든 매개변수에 대한 합의입니다.

정보 채널에는 정보 입력 속도, 정보 전송 속도, 채널 용량 등의 개념이 사용됩니다.

아래에 정보 입력 속도 (정보 흐름) I(X)는 메시지 소스에서 단위 시간당 정보 채널로 입력되는 정보의 평균 양을 이해합니다. 메시지 소스의 이러한 특성은 메시지의 통계적 속성에 의해서만 결정됩니다.

정보 전송 속도 I(Z,Y) – 단위 시간당 채널을 통해 전송되는 평균 정보량입니다. 이는 전송된 신호의 통계적 속성과 채널의 속성에 따라 달라집니다.

대역폭 C는 주어진 채널에 대해 이론적으로 달성 가능한 최고 정보 전송 속도입니다. 이는 채널의 특성이며 신호 통계에 의존하지 않습니다.

정보채널을 가장 효과적으로 이용하기 위해서는 정보전송속도가 채널용량에 최대한 근접하도록 하는 조치가 필요하다. 동시에 정보 입력 속도는 채널 용량을 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 모든 정보가 채널을 통해 전송되지 않습니다.

이는 메시지 소스와 정보 채널의 동적 조정을 위한 주요 조건입니다.

정보 전송 이론의 주요 쟁점 중 하나는 정보 전송 속도와 용량이 채널 매개 변수와 신호 및 간섭 특성에 대한 의존성을 결정하는 것입니다. 이러한 질문은 K. Shannon이 처음으로 깊이 연구했습니다.

“철도의 다중채널 통신. d. 운송"

강의 노트

학생들을 위한V강의

SPI 전문화

1. 일반 정보통신 시스템 및 네트워크에 대해. 2

1.1. 기본 개념 및 정의. 2

1.2. 기본 및 보조 네트워크. 삼

1.3. 중소기업 발전의 분류와 전망..4

2. 일반적인 1차 신호의 매개변수. 6

2.1. 1차 신호의 일반화된 매개변수 시스템. 6

2.2. 일반적인 1차 신호의 기본 매개변수입니다. 9

2.2.1. 전화 신호. 9

2.3.3. 팩스 신호. 12

2.3.4. 신호 개별 정보(SDI) 12

2.3.5. TV 신호. 12

3. 신호의 시간 다중화 원리. 13

3.1. 일반 원칙메인의 형성 디지털 채널. 13

3.2. 아날로그 신호의 임시 결합. 13

. 14

. 15

3.3. 디지털 스트림을 결합합니다. 18

3.3.1. 문자별 동기 연결. 18

3.3.2. 비동기 디지털 스트림 결합. 21

3.3.3 속도 매칭 절차. 23

4. 다발성 디지털 계층. 27

4.1. 다발성 계층 구조의 표준. 27

4.2. 양방향 속도 매칭으로 그룹화. 31

4.2.1. 보조 디지털 신호의 시간적 그룹화. 31

4.2.2. 3차 및 4차 디지털 신호의 시간 다중화. 32

4.3. 단방향 속도 매칭으로 그룹화. 34

5. E1 전송 시스템. 38

5.1. 물리층 E1. 38

5.1.1 라인 코딩. 39

5.1.2 신호 레벨 전기적 매개변수인터페이스, 펄스 모양. 41

5.2. 채널 레벨 E1. 43

5.2.1. E1의 순환 및 초고리 구조. 43

5.2.2. 전송 오류 제어 절차. 중복 CRC-4 코드 사용. 45

5.3. 네트워크 계층 E1. 47

5.4. E1 전송 시스템의 구조. 49

6. 동기식 디지털 계층. 51

6.1. SDH와 PDH의 비교..51

6.2. 동기 계층 구조 구성의 특징. 52

6.3. STM-N.. 54개 모듈 조립

6.4. STM-1 전송 모듈 구성 규칙. 55

6.5. E1 부족의 흐름에서 STM-1 모듈을 형성하는 과정. 57

6. 6. 표제와 색인의 목적. 61

6.7. 동기식 멀티플렉서 기술 구현의 특징. 62

6. 8. 패리티 방법. 64

6. 9. 예약. 65

1. 통신 시스템 및 네트워크에 관한 일반 정보

1.1. 기본 개념 및 정의

다중 채널 전송 시스템은 규모가 크고 복잡합니다. 기술 시스템, 이는 다양한 과학 기술 분야에서 얻은 가장 현대적인 지식과 기술을 구현합니다. 이러한 시스템에 대한 간결하면서도 포괄적인 설명을 제공하려면 이 분야와 관련된 다양한 개체, 프로세스 및 장치에 대해 일반적으로 허용되는(가급적이면 국제적으로 합의된) 용어 및 정의를 사용해야 합니다.

정보는 우리 주변 세계의 모든 사건, 현상 또는 사물에 대한 정보 모음입니다. 정보를 전달하거나 저장하기 위해서는 정보를 표현하는 독특한 형태인 다양한 기호(기호)가 사용됩니다. 이러한 기호는 특정 언어로 된 인간 음성의 단어 및 문구, 서면 음성의 문자 및 단어, 몸짓 및 그림, 수학 및 음악 기호 등이 될 수 있습니다. 특정 정보를 표시하는 기호 세트를 메시지라고 합니다.

메시지는 본질적으로 전기적이거나 비전기적일 수 있습니다. 대부분의 경우 비전기적 성격의 메시지가 중요합니다. 메시지의 소스와 수신자는 소스가 교란을 생성하는 일부 매체에 의해 분리됩니다. 수신자가 메시지를 표시하고 인식하는 것은 바로 이러한 방해입니다. 예를 들어, 대화 중에 메시지의 소스는 인간의 음성 장치이고, 메시지는 공간과 시간에 따라 변하는 기압(음파)이며, 수신자는 인간의 귀입니다.

수용된 규칙에 따라 소스에서 수신자에게 메시지를 전송(전송)하는 프로세스를 커뮤니케이션이라고 합니다. 이 경우 메시지의 모든 물질적 매체(종이, 자기 테이프 등) 및/또는 전송된 메시지를 표시(전달)하는 물리적 프로세스가 사용됩니다. 후자를 신호라고합니다. 신호 유형은 정보 전송의 물리적 프로세스 특성에 따라 결정됩니다. 물리적 프로세스가 전송인 경우 신호를 전기적이라고 합니다. 전류(전압), 소리 - 음향 진동 전달이 사용되는 경우 등

소스에서 수신자에게 메시지 전송을 보장하는 일련의 수단은 통신 채널을 형성합니다.

전기 신호를 통한 메시지 전송을 각각 통신이라고 하며, 이러한 전송을 보장하는 통신 채널이 통신 채널입니다.

통신 채널을 통해 비전기적 성격의 메시지를 전송하려면 기본 메시지 변환기(PMT)에 의해 수행되는 특정 변환을 거쳐야 합니다. PPS는 전송 지점에서 1차 전기 신호(PES), 즉 전자기 진동을 생성하는 장치로, 매개변수의 변화는 비전기적 성격의 메시지에 해당합니다. PES의 예로는 전화, 전신, 텔레비전, 오디오 방송 및 기타 신호가 있습니다. 일반적인 PPS에는 마이크, 포토다이오드, 텔레비전 전송 카메라 등이 포함됩니다.

기본 전기 신호는 한 쌍의 금속 도체를 포함하는 물리적 회로를 통해 직접 전송될 수 있지만 일반적으로 PES는 추가 변환을 거칩니다. 예를 들어, 광섬유 통신 회선을 통한 전송의 경우 TES는 특정 유형의 광 신호로 변환되고, 열린 공간에서의 방향성 전송을 위해 고주파 무선 신호 등으로 변환됩니다. 수신 측에서는 역변환이 수행됩니다. 수행되고 TES가 다시 복원됩니다. 다음으로 전기 신호를 비전기적 메시지로 변환하는 장치인 역 메시지 변환기(IMC)로 이동합니다. 일반적인 OPS는 확성기, LED, TV 브라운관 등입니다.

다양한 유형의 통신은 전송되는 PES 유형(예: 전화, 화상 전화, 전신, 팩시밀리, 텔레비전 등) 또는 전송 회선 유형(위성, 광섬유, 무선 중계 등)에 따라 분류됩니다. ), 채널 통신이 보편적인 경우.

통신 시스템은 다음과 같은 집합체입니다. 기술적 수단통신 신호의 전송을 지원하는 전파 매체. 전파 매체로는 유무선 회선(또는 무선 회선)이 사용됩니다.

유선 라인은 전자기 신호가 연속적인 안내 매체를 따라 공간에서 전파되는 라인입니다. 유선에는 금속 오버헤드 및 케이블 라인, 도파관 및 광 가이드가 포함됩니다. 무선 링크에서는 메시지가 열린 공간에서 전파를 통해 전송됩니다. 이러한 유형의 통신은 더 넓은 범위를 제공하고 모바일 소스 및 메시지 수신자에게 적합하지만 외부 간섭에 더 취약합니다.

1.2. 기본 및 보조 네트워크

"1차 및 2차 네트워크"의 개념은 러시아 ICN(Interconnected Communications Network) 용어의 주요 개념 중 하나였으며(그 이전에는 EASC 용어) 구성 아키텍처를 결정했습니다.

기본 네트워크는 네트워크 노드, 네트워크 스테이션, 기본 네트워크의 단말 장치 및 이들을 연결하는 전송 라인을 기반으로 형성된 표준 물리적 회로, 표준 전송 채널 및 네트워크 경로의 집합으로 이해됩니다.

보조 네트워크는 두 개 이상의 특정 지점 간의 통신을 구성하도록 설계된 기본 네트워크, 스테이션 및 스위칭 노드 또는 스테이션 및 스위칭 노드를 기반으로 형성된 보조 네트워크의 라인 및 채널 집합으로 정의됩니다. 보조 네트워크의 경계는 가입자 단말 장치와의 연결점입니다. 주요 통신 유형에 따라 2차 네트워크는 전화, 전신, 데이터 전송, TV 프로그램 배포 네트워크, 신문 전송 등으로 불렸습니다. 지역적 특성에 따라 2차 네트워크는 도시 간 네트워크와 지역 네트워크(구역 내 및 지역)로 구분되었습니다.

보조 네트워크를 기반으로 특정 유형의 통신을 수행하고 해당 보조 네트워크 및 하위 시스템(번호 지정, 신호, 비용 계산 및 가입자 정산, 유지 관리 및 관리)을 포함하는 일련의 기술적 수단인 시스템이 구성됩니다.

현재 단계에서는 전화 외에 새로운 통신 서비스의 출현과 함께 이러한 서비스를 제공하는 수많은 독립 공급자와 ATM, MPLS 및 기타 표준을 포함하는 기술의 출현과 함께 기본 및 보조 정보 전송 네트워크 모두에서 기본 및 보조 네트워크 간의 경계가 지속적으로 지워지고 있습니다.

현대 기술의 급속한 발전으로 인해 규제 프레임워크가 네트워크의 기존 상황보다 훨씬 뒤떨어져 있다는 사실이 나타났습니다.

오늘은 내 생각에 우리는 다음과 같은 정의에 초점을 맞춰야 합니다. 기본 네트워크의 개념을 다음과 같이 남겨두어야 합니다. 교통망(단말 장비를 갖춘 전송선); 보조 네트워크 - 서비스 네트워크( 전화 통신, 데이터 전송 등)

1.3. 중소기업 분류 및 발전 전망

다채널 전송 시스템(MCS)은 하나의 전송 라인을 통해 필요한 품질로 여러 신호를 동시에 독립적으로 전송하는 일련의 기술적 수단입니다. 중소기업은 다음 기준에 따라 분류됩니다.

1. 안내 매체 유형별 : 유선 및 무선.

차례로 그들은 다음을 구별합니다. a) 가공선을 통해 배선됨 - VSP; 케이블 라인을 통해 - KSP; 광섬유 회선을 통해 - VOSP; b) 무선 중계 전송선을 통한 무선 - RRSP; 위성 링크를 통해 - SSP.

2. 메시지 소스 수(채널 수 N) 기준: a) 소형 채널 – N< 12 (обычно по воздушным линиям связи); б) среднеканальные – N= 12 – 60 (обычно КСП по симметричным кабелям или РРСП); в) многоканальные – N >300(보통 동축 케이블을 통한 CSP 또는 RRSP 및 VOSP) d) 초다중 채널 – N >> 3000(예를 들어 K-3600 시스템과 같은 "대형" 동축 케이블을 통한 VOSP 또는 KSP만).

SME를 통합하기 위해 메시지 소스(채널)의 수는 SME에 전송할 수 있는 상응하는 전화 메시지의 수에 따라 결정됩니다.

3 전송된 신호의 형태에 따라: a) 아날로그(ASP) - 아날로그 전기 신호를 전송하는 데 사용되며 유한한 시간 간격에 걸쳐 무한한 수의 상태를 취할 수 있습니다(그림 1.4, a). 이러한 ASP의 예로는 V-12, K-1920 등과 같은 시스템이 있습니다. b) 이산 - 유한한 시간 간격에 걸쳐 유한한(이산, 셀 수 있는) 수의 상태를 갖는 이산 신호를 전송하는 데 사용됩니다(그림 1.4,b). c) 디지털(DSP) – 시간적으로 이산적이고 두 가지 허용 레벨 "1"과 "0" 순간값을 갖는 디지털 신호를 전송하는 데 사용됩니다(그림 1.4, c). DSP의 예로는 IKM-30, IKM-1920 등과 같은 장비가 있습니다.

쌀. 1.4a. 쌀. 1.4 ㄴ. 쌀. 1.4인치

중소기업 발전의 주요 동향:

1. ASP에서 DSP로 지속적이고 꾸준한 전환;

2. VOSP, 특히 채널 수가 많은 간선의 우선 개발;

3. BSC의 지분을 늘리는 것;

4. 신뢰성을 높이고 중소기업의 품질 지표를 개선합니다.

2. 일반적인 1차 신호의 매개변수

2.1. 1차 신호 매개변수의 일반화된 시스템

스펙트럼 밀도 Gx(에프)랜덤 프로세스는 신호의 개별 스펙트럼 구성 요소의 전력 분포를 특성화합니다. x(티). 신호라면 x(티)주기적, 다음 기능 Gx(에프)이산적; 신호라면 x(티)비주기적이면 함수 Gx(에프)마디 없는.

스펙트럼을 전송하지 않고 왜곡 없이 신호를 전송하는 것은 불가능합니다. 전송 중에 허용되는 스펙트럼의 감소는 신호 왜곡을 초래합니다.

실제로 존재하는 모든 통신 신호는 스펙트럼이 무한히 넓은 무작위 프로세스입니다. 동시에, 주 에너지는 상대적으로 좁은 주파수 대역에 집중됩니다. 전체 신호 스펙트럼을 전송할 수 없기 때문에 통신 회선은 주 에너지가 집중된 신호 스펙트럼 부분을 전송하는 동시에 왜곡이 허용 값을 초과하지 않습니다.

그림 2.1은 특징적인 종속성을 보여줍니다. Gx(에프):

쌀. 2.1. 스펙트럼 밀도의 특성 의존성 Gx(에프):

a) 신호 스펙트럼이 주로 주파수 대역 Fн에 집중되는 경우< f < Fв, где Fн, Fв – нижние и верхние граничные частоты (рис. 2.1 а);

Fв/Fн >> 1이면 신호는 광대역으로 간주됩니다. Fв/Fн ≒ 1 – 협대역.

b) 0일 때< f < Fв т. е. Fн = 0 (рис. 2.1, б);

c) 신호가 무한히 넓고 균일한 스펙트럼을 가질 때 이 옵션이 편리합니다. 수학적 모델"백색 잡음"이라는 조건부 신호에 해당합니다(그림 2.1, c).

최대 차이와 동일한 신호 스펙트럼 폭 FВ그리고 최소 FH전송된 스펙트럼의 주파수 ΔF=FВ – FН가장 중요한 특징 중 하나입니다.

시간 간격 T → 에 걸쳐 평균된 신호 전력을 평균 장기 전력 Рх라고 합니다. 수요일 T가 유한한 경우(예: 1분 또는 1시간) 평균 분 또는 평균 시간당 전력을 얻습니다. 마지막으로, T → 0에서 t0 순간의 신호 전력 Рх의 순간 값을 얻습니다.

x(t) 이후 – 무작위 과정, 엄밀히 말하면 이론적으로 특정 순간에 신호 x(t)의 스파이크가 발생하고 이에 따라 전력 Px(t)의 순간 값(작은 간격 ΔT에 대한 평균)이 매우 커질 수 있습니다. 일반적으로 최대 신호 전력은 Px max = Xmax2 값으로 간주되며, 순간 값 Px는 매우 낮은 확률 ε으로만 초과할 수 있습니다. 일반적으로 ε = 0.01 또는 0.001입니다.

신호 파고율 로그 단위(데시벨)로 표현된 평균 장기 Pav에 대한 위에서 정의한 최대 전력 Pmax의 비율입니다.

.

대부분의 신호에서 Kp는 13~18dB를 초과하지 않습니다.

전송 과정에서 신호 x(t)는 어떤 이유로(때때로 의식적으로) 왜곡되어 수신자가 신호 x'(t) ≠ x(t)를 수신하게 됩니다. 신호 재생 오류 x(t)는 다음과 같이 정의되는 오류 전력 Pε에 의해 추정됩니다.

Pε가 특정 허용(임계값) 값 Pε max를 초과하지 않으면 수신자는 신호 왜곡을 인식하지 못합니다. 다이나믹 레인지는 양을 나타냅니다.

, 데시비,

여기서 Pmax는 가능한 최대 신호 전력입니다.

동적 범위는 최대(피크) 전력의 비율로도 정의됩니다. 루피최대신호를 최소 전력으로 Рс 분, 로그 단위로 표현됩니다. 피크 전력은 일정 시간 동안 초과된 신호 전력을 의미합니다. 십진 로그 시스템을 사용한 신호의 동적 범위

음성 신호의 동적 범위는 35~40dB입니다.

실제 상황에서 통신 신호는 다양한 유형의 간섭을 받는 전송선을 통해 전송됩니다. 따라서 가장 중요한 것은 신호 전력의 절대값이 아니라 간섭 전력에 대한 비율입니다. 이러한 고려 사항에서 일반적으로 하나 또는 다른 유형의 간섭으로부터 신호의 보안이라는 특별한 값이 고려되고 정규화됩니다.

아래에 보안 통신 채널의 특정 지점에서 신호와 잡음 수준의 차이를 나타냅니다.

소스정보 성능 는 시간 tΣ 동안 수신자(수신자)에게 PES를 사용하여 전송된 정보 IΣ의 양과 간격 tΣ의 값의 비율로 결정됩니다.

tΣ → 와 같이 I 값은 소스의 평균 정보 생산성을 결정합니다. tΣ가 작으면 순간적인 정보 생산성을 특징으로 합니다.

L개의 허용 상태(레벨)를 갖는 개별 신호 소스에 대한 정보의 양을 찾아보겠습니다(그림 2.2).

간격 ti에서< t< ti+1 сигнал принимает i번째 레벨(i Є ) 확률 pi..jpg" width="195" height="43">

그러면 개별 소스의 성능은 다음과 같습니다.

여기서 Tp는 기본 메시지의 지속 시간(그림 2.2)이고, FT = 1/Tp는 메시지 반복 빈도(그림 2.2)입니다. 클럭 주파수).

예. i번째 수준을 받아들일 확률은 모든 사람에게 동일하다고 가정합니다. 나 Є ,

우리가 찾은 pi의 값을 대체합니다.

신호에 두 개의 허용 레벨("0"과 "1")이 있는 경우(예: L = 2, p0 = p1 = 0.5) 디지털 신호에 대해 다음을 얻습니다.

즉, 이진 신호 소스의 정보 성능은 클록 주파수와 일치합니다. 예를 들어, 클록 주파수가 64kHz인 주 디지털 채널(BDC) 소스의 정보 성능은 64kBit/s입니다.

아날로그 신호의 경우

FВ, Рср 및 Рε max 값은 위에서 결정되었습니다. D* 및 Kn*은 각각 신호의 동적 범위 및 파고율이며 시간(디시벨 아님)으로 표시됩니다.

D*/K* >> 1을 받아들일 수 있다면 이전 공식에서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

여기서 D와 Kp는 데시벨로, FB는 헤르츠로 대체됩니다.

2.2. 일반적인 1차 신호의 기본 매개변수

2.2.1. 전화 신호

전화 마이크의 출력에서 ​​수신된 음성 신호의 평균 스펙트럼 밀도(동의어 - 에너지 스펙트럼)가 그림 1에 나와 있습니다. 2.3.

스펙트럼은 주로 0.3~3.4kHz 범위에 집중되어 있습니다. 이는 우선 기본 가입자 변환기(마이크 및 전화)의 매개변수 때문입니다. 스펙트럼의 최대값은 주파수 F0에 해당하며 남성과 여성의 목소리는 300Hz에서 500Hz까지 다양합니다.

다중 채널 전송 시스템의 입력에서 가입자 수준의 분포 밀도는 대략적으로 정규 법칙에 의해 설명됩니다(그림 2.4).

시스템의 어느 지점에서 이 분포가 측정되는지에 따라 함수 W(p)는 p 레벨 축을 따라 평행하게 이동합니다. 최대값은 이 시점에서 일부 일반 가입자의 рср 수준에 해당합니다. 일반적으로 시스템 입력(일반적으로 TNOU의 상대 레벨이 0인 지점)으로 축소된 함수 W(p)는 다음과 같이 표시됩니다.

рср에 대한 레벨의 확산은 측정 지점에 의존하지 않으며 분산이 특징입니다. σр, 이는 4.5 ... 5.5dB와 같습니다. 일반 법칙의 경우 "3 시그마" 규칙이 유효하며 이에 따르면 99.9% 확률의 최대 가입자 수준 pmax는 pmax와 같습니다.< (рср + Зσр).

실험에서 알 수 있듯이 모든 가입자에 대해 대화 중에 귀가 아직 느끼지 못하는 최대 오류 Рε의 전력에 대한 평균 신호 전력 Рср의 비율은 다음과 같습니다.

Kp 15 - 17dB에 해당하는 모든 가입자 신호의 피크 계수에 대해서도 마찬가지입니다.

그러면 신호의 동적 범위는 다음과 같습니다.

((아날로그 소스의 성능 공식 번호))로 전화 신호 소스의 정보 생산성을 평가할 때 각 가입자가 다른 가입자와의 대화에 할당된 시간의 평균 절반에 대해 말하는 것을 고려해야 합니다. 또한 일시 중지, 답변 생각 등에 상당한 시간이 소요됩니다. 이러한 요인으로 인해 메시지 소스의 생산성은 평균 3~4배 감소하며 이는 활동 계수 τа =에 의해 고려됩니다. Z-1 그런 다음 아날로그 소스 신호의 정보 생산성 공식을 사용하여 이를 구합니다.

2.2.2. 오디오 방송 신호

일반적으로 음향방송(SB) 프로그램을 송출할 때 음원은 다음과 같습니다. 악기그리고 사람의 목소리. 고품질 광대역 마이크와 확성기는 원칙적으로 인간의 귀가 들을 수 있는 소리의 전체 스펙트럼을 전송할 수 있는 주요 오염 물질 신호 변환기로 사용됩니다. 방송 신호의 주파수 스펙트럼은 15dHz 이상의 주파수 대역에 위치합니다. 그러나 재생 품질 요구 사항에 따라 주파수 대역이 제한될 수 있습니다.

더 높은 등급 전송의 경우 - FH = 0.02kHz, FB = 15kHz;

첫 번째 클래스 - FH = 0.05kHz, FB = 10kHz;

두 번째 클래스 - FH = 0.1kHz, FB = 6kHz.

일반적으로 국제 및 공화당 라디오 프로그램은 1등급 국제 고속도로를 통해 전송되고, 지역 오염 물질 유통 네트워크는 일반적으로 2등급 전송 품질을 제공하며, 스튜디오 및 녹음실의 장비는 최고 등급의 오염 물질 신호를 전송하도록 설계되었습니다. .

값으로 추정되는 오염 물질 신호 재생 시 허용되는 오류

101g(Pcp/ Pε), dB는 고품질 장비(1차 변환기)를 사용하여 전문적인 지식을 통해 찾아냅니다. 대략 54~56dB입니다. 오염물질 신호의 파고율은 16~18dB입니다. 따라서 베이스의 동적 범위는 D = 70 – 74dB입니다. 우리는 오염물질 신호원의 성능을 결정합니다.

https://pandia.ru/text/78/323/images/image025_36.jpg" width="350" height="48 src=">

장거리 통신 회선을 통해 신문지를 전송하는 데 사용되는 Gazeta-2 팩스 장비를 사용할 때 패턴의 최고 주파수는 180kHz이며 한 스트립의 전송 시간은 2.3 .... 2.5분입니다. 신문 조각의 이미지는 레벨 수 L = 2로 래스터화(선형)됩니다. 그런 다음

https://pandia.ru/text/78/323/images/image015_49.jpg" width="77" height="41">

전송 속도는 주파수 fT = 1/τi 또는 보드(baud)의 1초당 기본 심볼 수(1보드는 초당 하나의 심볼 전송에 해당)로 추정됩니다. 이 매개변수에 따르면 개별 정보의 소스는 200Baud 이하의 속도를 갖는 저속(전신 포함), 300~1200Baud의 중간 속도, 1200Baud 이상의 고속으로 구분됩니다. .

2.3.5. TV 신호.

텔레비전과 팩스 통신에서 기본 신호는 스캐닝 방법에 의해 생성됩니다. 이미지 신호와 제어 펄스를 포함하는 전기 신호를 완전 신호라고 합니다. TV 신호. 방송 텔레비전 신호의 특징은 D = 40dB, FB = 6.0MHz입니다.

3. 신호의 시간 다중화 원리

3.1. 주요 디지털 채널 형성을 위한 일반 원칙

알려진 바와 같이, 아날로그에서 디지털 형식으로 전환할 때 신호는 다음과 같은 변환을 거칩니다(그림 3.1).

쌀. 3.1. 아날로그 신호를 디지털 PCM 신호로 변환

개별 신호를 시간에 따라 이산화하여 형성 펄스 신호, 진폭, 즉 AIM 신호로 모델링됩니다.

채널의 시분할 원리를 이용하여 N개의 개별 AIM 신호를 그룹 AIM 신호로 결합하는 단계;

그룹 AIM 신호를 레벨별로 양자화하는 단계;

그룹 PCM 신호의 샘플을 순차적으로 인코딩하여 그룹 PCM 신호, 즉 디지털 신호를 형성합니다.

따라서 샘플링 주파수 FD=8kHz(TD=125μs) 및 코드 비트 깊이 m=8에서 생성된 PCM 신호의 전송 속도는 64kbit/s이며, 이는 메인 디지털 채널의 속도입니다( 숨은 참조). 아날로그 신호를 PCM 신호로 변환하는 것은 ITU-T 권고안 G-711에 의해 표준화되었습니다.

3.2. 아날로그 신호의 임시 결합

시간 다중화를 사용하면 신호가 시간에 따라 개별적으로 전송됩니다. 더욱이, 한 신호의 인접한 샘플 사이에는 항상 이 신호가 전송되지 않는 "시간 창"이 있습니다. 이 "창"은 다른 신호의 샘플로 채워집니다. 각 신호의 샘플이 표시되는 형식에 따라 두 가지 유형의 시간 다중화가 가능합니다.

a) 아날로그 펄스 형태의 신호 압축

b) 디지털 형식의 신호 압축.

3.2.1. 아날로그 신호 결합의 일반 원리

아날로그 신호를 일시적으로 결합할 때(그림 3.2), 다중 채널 시스템의 각 신호는 ㅏ1 (티) ÷ 안(티) (그림 3.3, a, c)는 아날로그 형식에서 AIM-1 또는 AIM-2 신호로 사전 변환됩니다.

쌀. 3.2

AIM 신호의 형성은 해당 스위칭 펄스에 의해 제어되는 샘플러(그림 3.24 참조)를 사용하여 수행됩니다. 유디 1 ¼ 유디 N. 이러한 신호는 시간에 따라 직교(비중첩)하므로(그림 3.25, b, d 참조) 신호 샘플은 ㅏ디 1 (티) ÷ ㅏ디 N(티) 또한 시간적으로 일치하지 않으며 그룹 신호로 직접 결합될 수 있습니다. 유 gr (티)선형 가산기 2를 사용합니다(그림 3.25, d). 시간 이동 펄스 시퀀스의 형성 유디 1 ¼ 유디 N생성 장비(GE) 3을 사용하여 수행됩니다. 동기화 신호 전송 장치 4를 사용하여 정보 신호 샘플과 결합되는 특수 동기화 신호도 생성합니다. ㅏ1 (티) ÷ 안(티) . 다중 채널 시스템의 기본 전송 주기는 다음 원리에 따라 구축됩니다. 첫 번째 채널, 두 번째 등에서 n번째까지의 샘플이 전송된 다음 클록 신호가 전송됩니다. 그런 다음 다시 첫 번째, 두 번째 채널 등의 샘플을 추출합니다.

수신측(그림 3.4) 샘플러 11 – 1 N그룹 신호에서 "그들의" 채널의 샘플만 선택합니다. 채널 필터 3 이후 나, 나= 1, ...,n 연속 신호가 복원됩니다. ㅏ나(티)샘플링된 것 ㅏ디 나(티) ,.

송신측과 수신측의 채널 샘플러는 동기식 및 동위상으로 작동해야 합니다. 이를 위해 수신 측의 강제 동기화가 사용됩니다. 이는 그룹 신호에서 동기화 신호를 추출하여 수신 생성 장비(4)에 공급하는 특수 동기화 신호 수신기(2)를 사용하여 수행됩니다. 오류 없는 동기화 신호 선택을 위해 후자에는 이를 구별하는 특정 특성이 부여됩니다. 정보 샘플. 차이점은 진폭, 지속 시간, 모양 등에 있을 수 있습니다. GO 전송 및 수신은 거의 동일하게 구성되며 전송 측의 마스터 오실레이터만 자율 모드에서 작동하고 수신 측에서는 강제 동기화 모드에서 작동합니다. 이 임시 봉인 옵션의 장점은 다음과 같습니다.

1) 모든 채널에 공통 GO가 사용됩니다.

2) 모든 신호는 동일한 주파수에서 샘플링되므로 동일한 유형의 샘플러 및 채널 필터를 사용할 수 있습니다.

3) 아날로그-디지털 변환(레벨 양자화 및 인코딩 작업)은 하나의 그룹 양자화기와 인코더에 의해 수행됩니다.

4) 수신측에서 디지털-아날로그 변환은 하나의 I 그룹 디코더에 의해 수행되며, 이는 그림 1과 같은 형식의 그룹 샘플링 신호를 생성합니다. 3.25, 디.

3.2.2. 전송 시스템 PKM-30

이러한 유형의 임시 압축은 기본 압축에 사용됩니다. 디지털 시스템전송 유형 IKM-30. 이러한 시스템의 전송주기는 그림 1에 나와 있습니다. 3.5.

사이클 주기 Tts는 전화 신호 Td = 125μs(Fd = 8kHz이므로)의 샘플링 주기와 같습니다.

TC 간격에서는 디지털 방식으로 순차적으로 전송됩니다. 바이너리 코드 30개의 전화 신호 샘플과 2개의 서비스 디지털 신호: 프레임 동기화(CS)와 자동 전화 교환(SUV)을 위한 제어 및 상호 작용 신호. 각 샘플은 자체 채널 간격(CI)으로 전송되며 코드 조합 기간 Tk를 가지며 다음으로 구성됩니다. 중방전. 방전 기간 – Tt. m = 8에 대해 우리는 다음을 얻습니다.

0, 1, 2, ..., 31로 번호가 매겨진 채널 간격은 다음과 같이 사용됩니다. KI0 - DS 신호 전송용, KI16 - SUV, 간격 KI1 KI15 및 KI17 KI31 - 각각 1 - 15번째 전송용 그리고 16 – 31개의 전화 신호. SUV의 전송은 SUV가 정보 신호와 동일한 채널에서 전송되는 대부분의 ASP와 달리 "원격 신호 채널"을 구성하여 수행됩니다. 기본 DSP에서는 한 가입자의 SUV 샘플이 3비트 코드 조합의 형태로 전송되는 반면, 하나의 KI16에는 두 가입자의 SUV 샘플이 저장됩니다. 30명의 가입자 모두의 샘플을 한 번 전송하려면 Tsc = Tts(30/2 + 1) = 16 Tts = 2 ms의 시간이 걸리며 이를 다중 프레임이라고 하며 다중 프레임의 KI16 중 하나를 사용합니다. 다중 프레임 동기화(MCS) 디지털 신호를 전송합니다. 수신 측의 SDS 신호를 사용하여 개별 채널의 SUV의 인코딩된 샘플을 분리합니다. 구조적 계획 SUV 수신기는 그림 3과 거의 유사합니다. 3.4.

고려되는 임시 압축 옵션의 주요 단점은 다음과 같습니다.

1) 결합된 신호의 수가 증가함에 따라 인접한 샘플 사이의 시간 간격이 감소하며(그림 3.3, d 참조), 이 기간 동안 그룹 인코더(또는 디코더)는 디지털 신호로 변환해야 하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이러한 그룹 장치의 구현은 더욱 복잡해집니다.