Цифровые системы передачи телефонных сигналов

Задание №1

Рассмотрите вопросы, связанные с принципом построения цифровых систем передачи ЦСП с ВРК ИКМ-ВД.

1.  Составьте структурную схему, поясняющую принцип построения ЦСП с ИКМ-ВД для заданного числа телефонных каналов. Кратко укажите назначение всех узлов и этапы аналого-цифрового преобразования АЦП в тракте передачи и цифро-аналогового преобразования ЦАП в тракте приема.

2.  Рассчитайте тактовую частоту f_т, длительность канального интервала Т_ки, длительность цикла Т_и, длительность сверхцикла Т_сц.

3.  Постройте диаграмму временного цикла, сверхцикла, канального интервала, разрядного интервала.

4.  Заполните рисунок 1 по мере выполнения заданий 2, 3, 4, 5 данной домашней работы.

Исходные данные:

Число ТЛФ каналов	Fg, кГц	m	Передача СУВ
18	8	8	За один цикл передаются СУВ для двух ТЛФ каналов

1.  3 этапа аналого-цифрового преобразования АЦП на передаче:

a.  Дискретизация по времени;

b.  Квантование по уровню;

c.  Кодирование.

Назначение узлов схемы:

ФНЧ передачи – фильтр нижних частот – выделение ограниченного спектра частот из сигнала;

М – канальный амплитудно-импульсный модулятор – осуществляет дискретизацию передаваемых сигналов во времени;

ГОпр и ГОпер – генераторное оборудование – посылает канальные импульсы для управления модуляторами, на передаче и приеме СУВ для дискретизации сигналов управления и взаимодействия, обеспечивает правильный порядок следования циклов в сверхцикле и кодовых групп в цикле передачи и приема;

ЗГ – задающий генератор – формирует гармоничный высокостабильный сигнал с частотой равной или кратной fт;

ВТЧ – выделитель тактовой частоты – для синхронной и синфазной работы ГО;

Пер СУВ – передатчик сигналов управления и взаимодействия – дискретизация СУВ, передаваемых по телефонным каналам для управления приборами АТС,

Пер СС – передатчик синхросигнала – для передачи синхросигнала цикловой синхронизации;

Кодер – преобразование амплитуды АИМ сигнала в 8-ми разрядную кодовую комбинацию, квантование по уровню и кодирование;

УО – устройство объединения – объединение кодовых групп каналов выхода кодера, кодирование сигналов СУВ и кодовой группы синхросигнала в циклы и сверхциклы;

ПК пер – преобразователь кода передачи – преобразование однополярного ИКМ сигнала в биполярный сигнал, удобный для передачи по линейному тракту;

РЛ – линейный регенератор – для периодического восстановления ИКМ сигнала в процессе передачи по линии связи;

РС – станционный регенератор – восстановление ИКМ сигнала на приемной станции;

ПК пр – преобразователь кода – преобразует биполярный сигнал в однополярный;

Пр СС – приемник синхросигналов – правильное декодирование и распределение сигналов по своим телефонным каналам и каналам передачи СУВ;

УР – устройство разделения – разделяет кодовые группы ТЛФ каналов и СУВ;

Пр СУВ – приемник групповых сигналов управления и взаимодействия – распределяет СУВ по своим каналам;

Декодер – преобразует групповой ИКМ сигнал в групповой АИМ сигнал; для преобразования 8-ми разрядной кодовой комбинации в амплитуду КАИМ сигнала;

ВС – временной селектор – обеспечивает выделение отсчетов своего канал из группового АИМ сигнала;

ФНЧ приема – восстановление непрерывного исходного сигнала из последовательности его АИМ отсчетов.

Тактовая частота рассчитывается по формуле:

F_т=F_д×m×N_ки, (кГц),где F_д =8 кГц – частота дискретизации ТЛФ сигнала; m=8 – разрядность кодовой комбинации; N_ки – число канальных интервалов в цикле системы; складывается из числа ТЛФ каналов, одного канального интервала для системы синхронизации и одного КИ для передачи сигналов управления и взаимодействия между АТС СУВ.

F_Т=8×(18+2) ×8×10³=1280 (кГц).

Длительность тактового (разрядного) интервала рассчитывается по формуле:

Т_т=, мкс

Т_т==0,781 (мкс).

Длительность импульса рассчитывается по формуле:

τ=, мкс

τ==0,39 (мкс).

Длительность канального интервала рассчитывается по формуле:

Т_ки= Т_т×m, мкс

Т_ки=0,781×8=6,248 (мкс).

Длительность цикла рассчитывается по формуле:

Т_ц=Т_ки×N_ки, мкс

Т_ц=6,248 ×20=124,96 (мкс).

Длительность сверхцикла рассчитывается по формуле:

S=+1

S=+1=10.

Диаграмма временных цикла, сверхцикла, канального интервала и разрядного интервала:

4. Упрощенная структурная схема ЦСП с ИКМ-ВД: см. приложение №1.

Задание №2

1.  Составьте схему построения генераторного оборудования ГОпер или ГОпр для заданного числа ТЛФ каналов. Укажите назначение элементов схемы.

2.  Укажите отличие ГОпер от ГОпр; с помощью чего обеспечивается синхронная и синфазная работа ГОпер и ГОпр; назначение сигналов «Установка по циклу» и «Установка по сверхциклу».

3.  Рассчитайте частоты импульсных последовательностей, управляющих работой АИМ или временных селекторов ВС, кодера или декодера, передатчика или приемника СУВ.

4.  Рассчитанные значения F_т, F_к, F_р, F_ц проставьте на упрощенной структурной схеме ЦСП с ИКМ-ВД.

Исходные данные:

ГО	Число ТЛФ каналов	Число канальных интервалов, Nки	Число циклов в сверхцикле, S
ГОпер	18	20	10

1. Структурная схема ГО передачи:

Назначение элементов схемы:

ЗГ – задающий генератор – формирует гармоничный высокостабильный сигнал с частотой равной или кратной fт;

ФТП – формирователь тактовой последовательности – вырабатывает основную импульсную последовательность с частотой следования fт;

РР – распределитель разрядный – формирует m импульсных последовательностей. Число разрядных импульсов, формирующих РР, равно числу разрядов в кодовой комбинации;

РК – распределитель канальный – формирует управляющие канальные импульсные последовательности КИ₀, КИ₁, …, КИ_n, где n – число канальных интервалов в цикле;

РЦ – распределитель цикловой – формирует цикловые импульсные последовательности Ц₀, Ц₁, …, Ц_S, где s – число циклов в сверхцикле.

В соответствии с рекомендациями МККТТ относительная нестабильность частоты ЗГ должна быть не хуже 10^-5, поэтому в ЗГ используется кварцевая стабилизация частоты.

2. В отличие от ГОпер, в ГОпр используется выделитель тактовой частоты системы устройств тактовой синхронизации (для обеспечения синхронной и синфазной работы передающей и приемной станции).

Для подстройки генераторного оборудования по циклам и сверхциклам используются сигналы «Установка по циклу» и «Установка по сверхциклу». Это дает возможность подстраивать ГО одной станции в режим цикловой и сверхцикловой синхронизации с ГО другой станции.

Тактовая частота рассчитывается по формуле:

F_т=F_д×m×N_ки, кГц

F_т=8×(18+2) ×8×10³=1280 (кГц).

Частота следования разрядных импульсов рассчитывается по формуле:

F_р=, кГц, где m – число разрядов в кодовой комбинации

F_р==160 (кГц).

Частота следования канальных импульсных последовательностей (частота дискретизации) рассчитывается по формуле:

F_к=F_д=, кГц, где N_ku – число канальных интервалов в цикле передачи

F_к=F_д==8 (кГц).

Частота следования цикловых импульсных последовательностей рассчитывается по формуле:

F_ц=, Гц, где S – число циклов в сверхцикле

F_ц==800 (Гц).

Задание №3.

1.  Начертите структурную схему нелинейного кодера. Кратко поясните: 3 этапа кодирования, назначение всех узлов кодера.

2.  выполните операцию нелинейного кодирования. Рассчитайте ошибку квантования.

3.  На упрощенной структурной схеме ЦСП с ИКМ-ВД на выходе кодера приведите полученную в результате кодирования кодовую 8-разрядную комбинацию.

Для кодирования используется нелинейный кодер взвешивающего типа с характеристикой компрессии А – 87,6/13.

Значение амплитуды отсчета АИМ-сигнала в у. е. – «+130».