Значение полосы пропускания радиоканала при передаче сигналов многоканальной телефонии

где q чм – параметр, зависящий от уровня переходных помех и индекса ЧМ.

Для примера в табл. 11.1 приведены значения необходимой полосы пропускания радиоканала при передаче сигналов многоканальной телефонии для отечественных РРЛ с различной емкостью [1].

При расчетах, результаты которых приведены в табл.11.1, учитывалась различная мощность переходных помех в верхнем телефонном канале Р_шн.

Модуляцию в цифровых РРЛ принято называть манипуляцией. В зависимости от числа уровней модулирующего сигнала различают двухуровневую (двоичную) и многоуровневую манипуляции.

Для многих видов манипуляций, применяемых в цифровых РРЛ, предполагается использование манипулирующих сигналов, отличающих-ся по структуре от исходного передаваемого двоичного сигнала. Фор-мирование указанных манипулирующих сигналов осуществляется специальным кодирующим устройством – кодером модулятора
(рис. 11.4). При демодуляции радиосигналов на приемном конце с помощью декодера демодулятора производится обратное преобразова-ние, в результате чего формируется исходный двоичный сигнал. Декодированию предшествует регистрация сигналов, в результате которой из продетектированного искаженного сигнала формируется сигнал, имеющий структуру модулирующего сигнала на передающем конце. В современных цифровых РРЛ применяются амплитудная, фазовая, частотная и комбинированная амплитудно-фазовая манипуляции.

Рис. 11.4. Функциональная схема модема для цифровой РРЛ.

1 - модулятор; 2 - кодер модулятора; 3 -устройство модуляции; 4 -радиоканал;
5 - демодулятор; 6 - детектор; 7 - регенератор; 8 - декодер демодулятора.

При амплитудной манипуляции модулируемым параметром радиосигнала является его амплитуда (рис. 11.5). В настоящее время применяется лишь двоичная амплитудная манипуляция. В системах с амплитудной манипуляцией применяется некогерентное детектирование радиосигналов, обеспечивающее простоту построения аппаратуры по сравнению с когерентным детектированием. Модуляция и демодуляция сигналов в системах с двоичной амплитудной манипуляцией не требуют специального коди­рования и декодирования.

При фазовой манипуляции (ФМ) модулируемым параметром радиоимпульсов является фаза высокочастотного заполнения. В современных РРЛ применяются двоичная, четырехуровневая и восьми-уровневая ФМ. При демодуляции фаза ФМ радиосигнала сравнивается с фазой восстановленного на приемном конце опорного колебания (несущей). Из-за случайных искажений радиосигнала имеет место неопределенность фазы восстановленной несущей, что является причиной так называемой

Рис. 11.5. Форма сигналов при амплитудной манипуляции.

а - манипулирующий сигнал; б - амплитудно-манипулируемый сигнал.

обратной работы, при которой двоичные посылки принимаются "в негати-ве". Для устранения влияния неопределенности фазы применяется разностное кодирование фазы передаваемых радиоимпульсов. ФМ с разно-стным кодированием фазы называют фазоразностной или относительной фазовой манипуляции (ОФМ). В РРЛ с ОФМ при передаче информации кодируется не сама фаза радиосигнала, а разность фаз (фазовый сдвиг) двух соседних радиоимпульсов.

Применяются два способа демодуляции ОФМ радиосигналов. В первом восстанавливается несущая и когерентно детектируется ОФМ радиосигнал, затем разностно декодируются принимаемые сигналы. При таком способе демодуляции операции детектирования и декодирования разделены и выполняются последовательно. Второй способ предполагает дифференциально-когерентное детектирование ОФМ радиосигнала, при котором в качестве опорного колебания используется присутствующий радиоимпульс. При этом операции детектирования и декодирования совмещены.

Ширина спектра ОФМ радиосигнала зависит от скорости передачи информации и числа уровней манипуляции. Необходимая для ОФМ радиосигнала минимальная полоса пропускания

где С – частота следования передаваемых элементов исходного двоичного сигнала.

При увеличении числа уровней манипуляции полоса частот, необходимая для ОФМ радиосигнала, уменьшается. Так, при ОФМ-4 полоса частот вдвое меньше, чем при ОФМ-2 при одинаковой скорости передачи информации.

При частотной манипуляции модулирующим параметром яв­ляется частота радиосигналов. В РРЛ применяются двоичная, трехуровневая и восьмиуровневая частотные манипуляции.

Полоса частот П чм, необходимая для передачи частотно-ма-нипулированного сигнала, зависит от скорости передачи информации С, числа уровней М и максимальной девиации частоты ∆ƒ_DM.

При М = 2, 4, 8 П чм = С/ log₂ М + 2 ∆ƒ_DM.

При амплитудно-фазовой манипуляции (АФМ) предполагается амплитудная манипуляция синфазной и квадратурной составляющих сигнала. Применение многоуровневой АФМ позволяет обеспечить высокую эффективность использования полосы частот. АФМ часто называют квадратурной амплитудной манипуляцией (КAM).

Двоичные некогерентные амплитудная и частотная манипуля­ции применяются в РРЛ с малой пропускной способностью, двоичная ОФМ - в РРЛ со средней пропускной способностью. Широкое применение в РРЛ с различной пропускной способностью получает ОФМ-4. Наряду с ОФМ-4 АФМ-16 должна стать основным видом манипуляции для цифровых РРЛ с высокой пропускной способностью. Для передачи цифровых сигналов в существующих аналоговых РРЛ широко применяются двоичная и многоуровневая частотные манипуляции с числом уровней М = 3,4 и 8 при использовании аналогового частотного детектора для демодуляции радиосигналов.