Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Перетворення аналогових сигналів у дискретні (цифрові). Теорема відліків. Ляшенко М. І



Дискретизація сигналів – процес перетворення аналогового сигналу в математичний код (зазвичай двійковий).

Поки що не вдаючись до технічних деталей схему вищеописаного перетворення можна зобразити таким чином:

Теорема відліків.

Якщо в нас є сигнал з обмеженим спектром, то ми можемо його відновити за відліками, взятими через проміжки часу Δt 1/2fm, де fm- максимальна частота спектру.

Запишемо функцію, як обернене перетворення Фур’є від її спектральної густини:

В свою чергу:

, в даному випадку: - час дискретизації.

В даному випадку ми дискретизували спектр.

Підставимо вираз для в зворотнє перетворення Фур’є:

Підставивши в остаточний вираз значення для Dk і пам’ятаючи при цьому, що вираз в нас симетричний відносно знаку k, замінюємо k на –k:

Цікавим тепер є питання: а що буде, якщо .

Якщо час дискретизації менше даної величини, то ми захопимо спектральні складові, які по частоті лежать вище максимальної спектральної складової сигналу, а оскільки в ідеальному випадку там будуть «0», то ми ніякої додаткової інформації не отримаємо. Коли ж навпаки, то ми втратимо інформацію, оскільки зріжемо частину спектру.

 

Білет №24

Методи розділення каналів у системах зв’язку (FDMA, TDMA, CDMA, OFDM).

Основними методами розділення каналів в системах зв’язку є системи SDMA, FDMA, TDMA, CDMA, OFDM.

SDMA

У схемі множинного доступу із просторовим поділом(Space Division Multiple Access, SDMA) між користувачами бездротових мереж розподіляються окремі ділянки простору.. В основу реалізації алгоритму SDMA покладений механізм осередків і секторних антен. Вони утворять інфраструктуру, що дозволяє реалізувати ущільнення із просторовим поділом (SDM).

FDMA Система FDMA (Frequency Division Multiple Access) передбачає частотне розділення каналів. Використовувалась в перших аналогових системах. При частотному розділенні каналів кожен абонент працює на своїй індивідуальній частоті. Схема множинного доступу із частотним поділом ( FDMA) включає всі алгоритми, що реалізують розподіл частот для каналів передачі відповідно до схеми ущільнення із частотним поділом (FDM). Розподіл може бути фіксованим (наприклад, для радіостанцій або при загальному плануванні й регулюванні частот) або динамічним (тобто здійснюваним по запитах). В "чистій" схемі FDMA частота надається деякому каналу на увесь час його існування. Однак, можна скомбінувати схеми FDMA й TDMA, змінюючи частоти по деякому встановленому закону. У цьому випадку говорять про схему з перескоком частот, що широко застосовується в бездротових системах з метою виключення появи вузькосмугових перешкод. Передавач і приймач повинні погодити використовувану послідовність перескоків, інакше приймач не зможе настроїтися на потрібну частоту. Тому послідовності перескоків фіксовані, принаймні, протягом деякого часу. У частотному просторі неможливо різко перескочити на довільну частоту (тобто приймачу необхідне час, щоб настроїтися на потрібну частоту). Це одне з головних розходжень між схемами FDM й TDM. Крім того, схема FDM часто застосовується в стільникових мережах для організації одночасного доступу до середовища базової й мобільної станцій. У цьому випадку між партнерами по зв'язку встановлюється дуплексний канал. Для кожного із двох напрямків — від мобільної станції до базового й навпаки — використаються різні частоти. Дана схема називається дуплексом із частотним поділом (Frequency Division Duplex, FDD). Знову ж, обом партнерам необхідно завчасно знати частоти, а не просто прослуховувати середовище. Одна із двох частот використається для вихідної лінії зв'язку (від мобільної станції до базової станції або від наземного терміналу до супутника), інша — для спадної лінії (від базової до мобільної станції або від супутника до наземного терміналу). Як приклад схем FDM й FDD розглянемо ситуацію, що виникає в мобільній телефонній мережі, організованої по стандарті GSM для частоти 900 Мгц. Основна схема розподілу частот у стандарті GSM фіксована. Всі вихідні лінії зв'язку використовують частоти в смузі між 890,2 МГц й 915 МГц, а для вхідних ліній виділяється діапазон частот від 935,2 МГц до 960 Мгц. Відповідно до схеми FDMA для встановлення дуплексного каналу між базовою станцією і мобільним телефоном виділяються дві частоти — для вихідної й вхідної лінії зв'язку. Ці дві частоти зв'язані між собою. Якщо вихідна частота для деякого каналу й дорівнює fu= 890 МГц + п 0,2 МГц, то спадна частота пов'язана з нею співвідношенням fu = fd + 45 МГц, тобто fd = 935 МГц + п0,2 Мгц. Цей приклад ілюструє використання схеми FDM для множинного доступу й організації дуплекса відповідно до заздалегідь визначеної схеми. Схожі схеми FDM для організації дуплекса із частотним поділом застосовуються в системах AMPS й IS-54. Об'єднання цієї схеми зі схемою TDM, використається в системі GSM.

TDMA Система TDMA (Time Division Multiple Access) – часове розділення каналів. В кожен момент часу одна і та ж частота займається певним абонентом. Наприклад в стандарті GSM - 8 абонентів можуть працювати на одній частоті, при цьому для забезпечення неперервності зв'язку інформаційний пакет зжимається і передається за час ti, відведений для абонента. Схема множинного доступу з тимчасовим поділом (TDMA) у порівнянні зі схемою FDMA є більше гнучкою. Вона включає всі технології, що передбачають розподіл інтервалів часу, тобто ущільнення за принципом TDM. У цьому випадку перебудова на різні частоти не потрібно, оскільки приймач увесь час може залишатися на одній і тій же частоті. При використанні тільки однієї частоти передачі конструкція передавачів і приймачів спрощується, при цьому зберігається можливість реалізації багатьох різних алгоритмів керування доступом до середовища. Як уже згадувалося вище, прослуховування різних частот у те саме час - досить важке завдання, тоді як прослуховувати на одній і тій же частоті розділені в часі канали набагато простіше. Майже всі схеми MAC для провідних мереж працюють саме по цьому принципі. Як приклад можна привести технології Ethernet, Token Ring, ATM і багато хто інших. У даній схемі необхідно забезпечити синхронізацію передавача й приймача в часовій області. Знову ж, для цієї мети можна використати фіксовану схему (тобто виділити кожному каналу певні часові інтервали) або схему з динамічним розподілом інтервалів часу. У випадку динамічного розподілу, як й у звичайних провідних схемах MAC, для кожної передачі буде потрібно використати ідентифікацію (наприклад, указувати адреса передавача). У фіксованих схемах розподілу доступу ідентифікація не потрібна, але ці схеми є менш гнучкими відносно зміни вимог до пропускної здатності системи. Найчастіше для досягнення додаткової гнучкості ці схеми поєднуються зі схемою FDMA.

CDMA

CDMA (Code Division Multiple Access) – система з кодовим розділенням каналів. Використовує шумоподібні сигнали з наступним знаходженням кореляційної функції в приймальному пристрої. Кожному абоненту у відповідність ставиться свій код, відповідно до якого формується шумоподібний сигнал. Далі за допомогою цього ж коду у приймальному пристрої обчислюється кореляційна функція. При цьому канал кожного абонента виявляється розподіленим по всій частотній смузі, яку використовують головні станції. Недоліком цієї системи є зменшення гостроти кореляційної функції внаслідок ефекту Доплера при переміщенні терміналу відносно станції.

OFDM

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) – як правило використовується при розбитті одного високошвидкісного інформаційного пакету на пакети з меншою швидкістю і паралельній передачі їх на ортогональних частотах. Ортогональними називають частоти для яких виконується умова : 1/f1 – 1/f2 ~ 1/T , де T – тривалість радіоімпульса. Якщо частоти знаходяться досить близько одна до одної і ця умова не виконується то відбудеться накладання спектрів сигналів на обох частотах, що приведе до їх спотворення.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.