Список используемых источников

1. Савостинский Ю.А. Метод определения требуемой полосы магистрали для пропуска мультимедийного трафика. Электросвязь. 2003 - №3.

2. Лагутин В.С., Костров В.О. Оценка характеристик пропускной способности мультисервисных пакетных сетей при реализации технологии разделения типов нагрузки. Электросвязь. 2003 - №3.

3. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. СПб.: Питер. 2004.

4. Передача дискретных сообщений. Под.ред. В.П. Шувалова. – М.: Радио и связь, 1992. – 380 с.: ил.

5. Чернега В.С., Василенко В.А., Бондарев В.Н. Расчет и проектирование технических средств обмена и передачи информации: Учебн. пособие для ВУЗов. -М.: Высшая школа, 1990.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

§ 1.4. Расчет скорости модуляции и полосы пропускания дискретного канала

Для передачи по каналу связи единичных элементов длительностью то, спектр которых занимает бесконечно большую полосу частот, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и характеристика группового времени прохождения (ГВП) канала должны быть постоянными в бесконечной полосе частот. Реальные каналы для передачи видеоимпульсов имеют частотные характеристики, близкие к характеристикам фильтра нижних частот, а для передачи радиоимпульсов — полосового фильтра. Для повышения эффективности использования полосы частот занимаемого канала связи спектр частот сигнала ограничивают, т. е. передают лишь ту часть спектра, в которой сосредоточена основная энергия сигнала ( 90%).

Ограничение спектров сигналов при передаче по реальным каналам вызывает искажения формы сигналов и появление переходных процессов, которые приводят к взаимному перекрытию соседних посылок, так называемым межсимвольным помехам, затрудняющим прием единичных элементов. Основная часть энергии при передаче импульсов постоянного тока сосредоточена в полосе частот от 0 до Гц. Если в канал связи передавать лишь частотные составляющие этого диапазона, минимально необходимая полоса частот определяется по формуле

(1.13)

где В—скорость модуляции, определяемая по (1.3).

Предельная скорость модуляции при передаче двухпозиционных видеосигналов и сигналов AM с одной боковой полосой (AM ОБП) будет равна

(1.14)

При передаче модулированных сигналов (AM, ФМ, ЧМ) минимально необходимая полоса частот увеличивается вдвое в виду необходимости передавать верхнюю и нижнюю полосы частот . Предельная скорость передачи в этом случае

Соотношения (1.14) и (1.15) носят название пределов Найквиста. Следует заметить, что при ЧМ формула справедлива лишь при индексах частотной модуляции , а для для определения необходимо рассчитать спектр ЧМ сигнала и определить полосу, в которой сосредоточено не менее 90% энергии сигнала.

На рис. 1.8 показана форма сигналов на выходе канала связи, имеющего характеристику ФНЧ при подаче на его вход после довательности прямоугольных видеоимпульсов длительностью то при различной ширине :

а) ; б) ;

в) ; г)

Рис. 1.8. Форма сигналов на выходе канала связи при различной ширине полосы пропускания.

Для сохранения удовлетворительной формы посылок на выходе канала на практике скорость модуляции выбирают несколько меньше, чем предельно допустимые , а именно

(1.16)

При использовании сигналов AM, ЧМ и ФМ с двумя боковыми полосами она уменьшается вдвое:

(1.17)

Передача сигналов с одной боковой полосой позволяет почти удвоить скорость передачи. В реальных условиях при методах передачи с ОБП практическая скорость определяется выражением

(1.18)

Если же при проектировании АПД заданной является скорость передачи, то на основании (1.16)-(1.18) определяется необходимая полоса частот канала. Для видеосигналов

(1.19)

Для радиосигналов с двумя боковыми полосами

(1.20)

Для радиосигналов с ОБП (1.21)

При этом нужно определить, что называется шириной полосы пропускания . Для этого используют частотную характеристику затухания канала , которая может быть взята разработчиком АПД из справочной литературы в виде графика затухания для нормированных типовых каналов либо снята экспериментально для нестандартного канала обычным способом.

Если затухание нарастает плавно и симметрично относительно несущей частоты (рис. 1.9, а), то граница полосы пропускания определяется на уровне затухания 6 дБ, когда в полосе пропускания имеются нечетно-симметричные и колебательные отклонения затухания (рис. 1.9,6), то они не должны превосходить 1,74— 2,6 дБ/

Рис. 1.9. Разновидности частотных характеристик неравномерности остаточного затухания каналов связи

.Для того чтобы межсимвольные помехи (эхо-сигналы) , возникающие за счет нелинейности частотной характеристики ГВП, не превышали допустимой величины где —амплитуда основного сигнала, необходимо, чтобы неравномерность характеристики ГВП не превышала следующих пределов:

для четно-симметричной (рис. 1.10, а) и колебательной (рис. 1.10, в) характеристик ГВ

(1.22)

для нечетно-симметричной зависимости (рис. 1.10,6) ГВП

(1.23)

Следовательно, с учетом приведенных выше ограничений, при расчете скорости передачи или выборе полосы пропускания канала необходимо проверить, удовлетворяет ли неравномерность характеристики ГВП в выбранной по (1.22) и (1.23) условию . Если не удовлетворяет, то необходимо уменьшить скорость передачи либо откорректировать частотную характеристику ГВП.

Для нахождения оптимальной скорости передачи Вот необходимо решить систему двух уравнений, одно из которых задано зависимостью вида , а второе представлено графиком , построенным на основе характеристики ГВП при выполнении условий или .

График зависимости строится на основе типовой ГВП для стандартного канала либо на основе характеристики ГВП, снятой экспериментально для нестандартного канала связи.

Рис. 1.10. Разновидности частотных характеристик неравномерности ГВП каналов связи

В ряде случаев, при разработке автоматизированных информационных систем, задается (либо необходимо выбрать) не только тип канала, но и накладываются ограничения на время использования этого канала, так называемое время сеанса связи. Расчет при таких условиях начинают с определения количества информации I, которую необходимо передать в течение сеанса связи T_CC.

В состав передаваемого массива входит не только информация, подлежащая передаче потребителю I_П, но и служебные символы (символы начала и конца передачи, синхронизирующие символы, избыточная информация, вводимая для повышения помехоустойчивости, и т. д.). Если на начальном этапе проектирования количество служебных символов точно определить не удается, то ориентировочно количество служебных символов I_CЛ определяется в пределах 5—10% от объема полезной информации, т. е. . Тогда необходимая скорость

Таким образом, рассчитав необходимую скорость передачи, по (1.24) на основе соотношений (1.16)—(1.18) выбираем ориентировочную величину полосы пропускания канала связи . Следует заметить, что при использовании стандартных каналов связи расчетное значение скорости модуляции должно быть округлено до ближайшего большого значения, выбранного из стандартного ряда скоростей.

Рис. 1.11. Частотная характеристика неравномерности остаточного затухания реального канала связи	Рис. 1.12. Частотная характеристика неравномерности ГВП реального канала ТЧ

Пример 1.3. Аппаратура передачи данных должна обеспечить передачу массива информации объемом бит за время T=1,2 ч по каналу связи, частотные характеристики затухания и ГВП которого представлены на рис. 1.11, 1.12.

Для определения необходимой скорости передачи положим, что количество избыточной информации в массиве будет не более 8%. По (1.24)

На частотной характеристике остаточного затухания (рис. 1.11), учитывая колебательный характер ее, отметим уровень дБ и определим минимально допустимую полосу канала связи Гц. При такой полосе может быть обеспечена практическая скорость передачи при двухполосной модуляции Бод. Так как характеристика группового времени прохождения имеет колебательный характер, то допустимая неравномерность ГВП в этом случае во всей полосе пропускания равна мс.

Из характеристики ГВП (рис. 1.12) видно, что в полосе Гц неравномерность времени запаздывания мс, т. е. скорость Бод без предварительной коррекции канала связи не может быть обеспечена из-за больших межсимвольных искажений. Для определения оптимальной скорости передачи двоичных сигналов по каналу связи с нескорректированными частотными характеристиками вида (рис. 1.11, 1.12) найдем решение системы уравнений:

Рис.1.13. График определения оптимальной скорости передачи информации.

(для двухполосной модуляции и однополосной ). Отмечая на характеристике ГВП 5—8 значений , найдем соответствующие величины . Построим зависимость , полагая, что (рис.1.13). Точка пересечения двух графиков определяет наибольшую возможную скорость модуляции В. Для двухполосной модуляции Бод, а для однополосной Бод.

Таким образом, требуемая скорость передачи по заданному каналу связи может быть обеспечена при использовании двухпозиционной двухполосной модуляции без коррекции характеристики ГВП, так как V численно меньше . Из ряда стандартных скоростей для передачи данных выбираем скорость модуляции Бод.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б