В заключение необходимо рассчитать уровень шумов в незанятом канале, используя окончательное значение шага квантования в первом сегменте.

дБ

В соответствии с исходными данными, уровень шумов в незанятом канале не должен быть хуже, чем дБ – как видим, это условие выполняется.

3. Проектирование подсистемы преобразований дискретных сигналов.

1. Расчет параметров подсистемы преобразования дискретных сигналов

3.1.1 Способ кодирования амплитуды сигнала

Способ кодирования амплитуды называют способом стробирования или наложения. Этот способ состоит в том, что кодовые импульсы дискретного сигнала стробируются импульсами тактовой частоты канала, поступающими от генераторного оборудования ЦСП, а импульсы, полученные стробированием, вводятся в коллектор импульсных потоков. После выделения этих импульсов селектором выделяется огибающая пакетов импульсов, полученных стробированием. Число битов в кодовых группах канального цифрового сигнала ЦСП при использовании в кодере способа кодирования амплитуды равно единице. На кодер поступает только одна управляющая последовательность, частота следования импульсов которой равна .

Максимальная абсолютная величина фазовых дрожаний равна длительности тактового интервала канального сигнала:

Минимальное значение частоты следования кодовых групп зависит от заданной величины фазовых дрожаний:

,

где - частота следования символов дискретных сигналов, для двоичных сигналов она численно равна скорости:

Гц = 24 кГц

Коэффициент использования пропускной способности цифрового канала равен:

0,2

2. Способ скользящего индекса

Способ основан на передаче информации о временных положениях фронта дискретного сигнала в двоичном коде. Эта информация передается с помощью кодовых групп, состоящих не менее чем из трех символов.

На кодер, в котором реализуется способ СИ, поступают две управляющие последовательности импульсов, частоты следования которых равны: и .

Первый символ в кодовой группе равен «единице» при появлении любого фронта импульса дискретного сигнала, один символ используется для передачи характера фронта сигнала, остальные символы - для передачи расположения фронта дискретного сигнала по отношению к тактовым импульсам канального цифрового сигнала. Номер подинтервала, в котором наблюдается фронт импульса дискретного сигнала, кодируется натуральным арифметическим кодом. Если для передачи расположения фронта используется один символ, то точность передачи и максимальная величина фазовых дрожаний равны половине тактового интервала, если два, то максимальная величина фазовых дрожаний равна четвертой части тактового интервала и т.д. Начало кодовой группы – это всегда «единица». Положения этих стартовых символов не синхронизированы с последовательностью тактовых импульсов канального сигнала. Это вызывает скольжение стартового символа по временной оси, отсюда название способа.

При использовании в кодере способа СИ максимальная абсолютная величина фазовых дрожаний при передаче дискретного сигнала равна:

,

где - период следования тактовых импульсов канального цифрового сигнала.

Способ СИ может быть реализован в кодере при условии, что: .

Относительная величина фазовых дрожаний будет равна:

.

Примем , тогда .

Минимальное значение количества битов в кодовом слове равно трем.

Как видно, в этом случае рассчитанное значение фазовых дрожаний получилось меньше допустимого (равного 0,2), поэтому для реализации способа СИ примем количество бит в кодовых группах равным 3.

Минимальное значение частоты следования кодовых групп следует принять равным:

= 4800 Гц

Коэффициент использования пропускной способности цифрового канала может быть рассчитан по формуле:

.

Коэффициент размножения ошибок при средней длительности импульса дискретного сигнала равен:

+ 3 = 6.

2. Способ фиксированного индекса

Способ ФИ также основан на передаче информации о временных положениях фронта дискретного сигнала с помощью кодовых групп, состоящих не менее чем из трех символов. Но кодовые группы формируются в фиксированные моменты времени, определяемые управляющими сигналами ЦСП. При этом на кодер, в котором реализуется способ ФИ, должны поступать от генераторной аппаратуры ЦСП три управляющие последовательности, частоты следования импульсов которых равны: , и .

Допустим, число битов в кодовой группе в кодере равно трем. При передаче информации о положении фронта дискретного сигнала первый символ в кодовой группе имеет значение «1», если наблюдался передний фронт сигнала, и «0», если наблюдался задний фронт сигнала. Следующие два символа передают в простом двоичном коде информацию о номере подинтервала, в котором наблюдался фронт дискретного сигнала, таких подинтервалов только три. При отсутствии фронта импульса дискретного сигнала формируется кодовая группа, первый символ которой совпадает по своему значению со значением дискретного сигнала («0», если в дискретном сигнале пробел, и «1», если передавался импульс дискретного сигнала). Последующие два символа кодовой группы равны при этом «единицам».

Относительная величина фазовых дрожаний при использовании способа ФИ равна:

; =0,33

При сравнении рассчитанного значения с допустимым, видим, что качество передачи не соответствует требованиям, поэтому увеличим число битов до четырех и снова рассчитаем значение фазовых дрожаний:

= 0,143

Этого достаточно, т.е. при количестве битов, равном 4, качество передачи соответствует требованиям.

Минимальное значение частоты следования кодовых групп следует принять равным: . Коэффициент использования пропускной способности цифрового канала может быть рассчитан по формуле:

По сравнению со способом СИ способ ФИ характеризуется меньшим значением коэффициента размножения ошибок (равен значению = 4), но требует меньшей длины регенерационного участка.

2. Выбор способа передачи

Наиболее сильное влияние на параметры проектируемой ЦСП оказывают численные значения частот следования кодовых групп и числа битов в кодовых группах. С их увеличением увеличивается тактовая частота группового цифрового сигнала ЦСП и уменьшается длина регенерационного участка. При незначительном уменьшении длины регенерационного участка можно считать допустимым использование способа кодирования амплитуды как наиболее простого в реализации. В противном случае предпочтение должно быть отдано способам СИ или ФИ, требующим узлов примерно одинаковой сложности. Но эти способы различаются коэффициентами ошибок, поэтому выбор способа СИ или ФИ рекомендуется выполнять на втором этапе сравнения.

Рассчитаем ориентировочные значения тактовых частот группового цифрового сигнала проектируемой ЦСП для случаев использования способов кодирования амплитуды, СИ и ФИ:

, , .

кГц

кГц

кГц

0,01

Как видно из расчета, соотношение выполняется. Целесообразно отдать предпочтение способу наложения. Для него =0,2.