Временное разделение каналов (ВРК)

Рассмотрим частотно-временное представление ВРК (рис.2.126).

Рис.2.126

На рис.2.126: 1¸3 - номер канала; T_k – время подключения ЛС к каналу; t_k – время передачи информации канала; t_з – защитный временной интервал; T_ц – время цикла или время передачи информации N каналов (обычно T_ц=Dt_р); СИ - синхронизирующая информация по циклу (для передачи выделяется специальный канал).

При ВРК одна ЛС с полосой Dw_ЛС поочередно используется для передачи информации от разных источников. Для правильной работы нужна синхронизация. В основе ВРК лежит идея временной дискретизации информационного сигнала x_k(t) и импульсной модуляции.

Носитель в каждом канале – это последовательность прямоугольных импульсов. Применяют следующие виды модуляций: АИМ, ШИМ, ФИМ, ЧИМ и КИМ. Для разделения сигналов в приемнике носители должны быть ортогональными. Применяют неперекрывающиеся во времени сигналы (рис.2.127). Такие сигналы ортогональны.

Рис.2.127

Следовательно, ортогональные носители можно получить при помощи временного сдвига последовательности импульсов.

Рассмотрим принцип ВРК на примере АИМ (рис.2.128)

Рис.2.128

Рассмотрим структуры систем с ВРК.

а) Система с индивидуальными модуляторами (рис2.129).

Рис.2.129

Распределитель канальных импульсов (РКИ) формирует неперекрывающиеся во времени последовательности прямоугольных импульсов . Эти поднесущие сигналы используются в модуляторах M₁-M_N для первичной модуляции ® АИМ, ЧИМ, ВИМ, КИМ. Модулированные канальные сигналы U_k(t) суммируются. В конце каждого цикла к этой сумме добавляется синхронизирующая информация с выхода формирователя синхронизирующей информации ФСИ. В результате на выходе сумматора S получают групповой сигнал U(t) цикла. В групповом устройстве ГУ групповой сигнал может подвергаться повторной импульсной модуляции, например КИМ. Тогда имеем систему с комбинированной модуляцией типа АИМ-КИМ или ВИМ-КИМ.

На приемной стороне ГУ демодулирует сигнал повторной модуляции. Схема выделения синхронизирующей информации СВСИ обеспечивает фазную и синхронную работу распределителя селекторных импульсов (РСИ) по отношению к РКИ передатчика. Для правильной работы системы необходимо соблюдать следующие условия:

1) РКИ и РСИ должны быть в фазе - это значит, что импульс носителя y_k(t) k-го канала должен появляться во времени одновременно как в передатчике, так и в приемнике;

2) РКИ и РСИ должны работать с одинаковой скоростью, т.е. синхронно, а именно импульсы носителя y_k(t) k-го канала должны появляться с одинаковой частотой как в передатчике, так и в приемнике.

Временные селекторы ВС₁-ВС_N обеспечивают селекцию (выбор) каналов во времени. Каждый селектор открывается импульсом соответствующего носителя на время его длительности. При этом на выход селектора проходит соответствующий канальный сигнал. Демодуляторы ДМ₁-ДМ_N выполняют демодуляцию сигналов с первичной модуляцией.

б) Система с групповым модулятором (рис.2.130).

Рис.2.130

На рис.2.130: Д₁-Д_N - датчики; ЭК₁-ЭК_N - электронные ключи; ГТИ - генератор тактовых импульсов; РКИ - распределитель канальных импульсов; ФСИ - формирователь синхронизирующей информации; M - групповой модулятор; S - сумматор; ГУ - групповое устройство; ЛС - линия связи; СВСИ - схема выделения синхронизирующей информации; РСИ - распределитель селекторных импульсов; ДМ₁-ДМ_N - демодуляторы.

РКИ и РСИ управляют электронными ключами (ЭК). Ключи и распределитель составляют коммутатор. Коммутатор передающего устройства ПУ поочередно подключает датчики к модулятору. Время подключения определяется длительностью импульса на выходе РКИ. Модулятор выполняет модуляцию импульсного носителя. Носителем y(t) является последовательность прямоугольных импульсов ГТИ. Промодулированные канальные сигналы поочередно отправляются через сумматор и ГУ в линию связи ЛС. В ГУ может осуществляться повторная модуляция носителя y₁(t). После опроса датчиков ФСИ формирует синхронизирующий импульс, который поступает в ЛС вслед за канальными сигналами. На этом цикл работы ПУ заканчивается.

На приемной стороне действуют в обратном порядке с учетом одной особенности. В ПРУ коммутатор работает под управлением ГТИ ПРУ. Для правильной работы системы (в ПУ и ПРУ включены одинаковые ключи) он синхронизируется с помощью СВСИ. Цель синхронизации: коммутаторы ПУ и ПРУ должны работать с одинаковой скоростью (т.е. синхронно) и быть в одной фазе, т.е. работать синфазно. Фазность обеспечивается цикловой синхронизацией, синхронность - тактовой синхронизацией, которая поддерживает равенство частот тактовых импульсов ГТИ в ПУ и ПРУ.

В случае АИМ функцию канальных модуляторов M₁-M_N могут выполнять ключи ЭК₁-ЭК_N. Тогда модулятор М не нужен и получим схему с индивидуальными модуляторами. В случае с КИМ имеем: М АЦП; ДМ ЦАП.