Шумов квантования.

В ЦСП в результате квантования сигнала по уровню возникает ошибки, поскольку реальные мгновенные значения сигнала округляется до разрешенных уровней квантования. Эти ошибки, суммируясь с исходными сигналом, воспринимаются флуктуационные шумы с равномерной спектральной плотностью.

В случае равномерного квантования, кода каждый шаг квантования имеет величину , мощность шума квантования в полосе частот равна:

где

-частота дискретизации сигнала.

Очевидно, чем меньше шаг квантования, тем меньше и , но при этом числе шагов квантования должно быть пропорционально больше, чтобы охватить весь динамический диапазон (частот) сигнала. По сколку число шагов квантования связано с разрядностью кода, а следовательно, и со скоростью передачи необходимо ценить прежде всего динамической диапазоне квантуемого сигнала. Для этого воспользуемся экспериментально найденными статистическими законами распределения динамических уровней (волюмов) и мгновенных значений сигнала.

Известно, что плотность вероятности распределения волюмов соответствует Гауссовскому закону распределения.

где:

-среднее значение волюма равно ;

-его среднеквадратическое отклонение, равно ;

Из математической статистики известно, что уровень средней мощности может быть подсчитан по формуле:

а средняя мощность

где:

-среднеквадратическое отклонение

Будем считать, что максимальным значением сигнала то, которое может быть превышено с вероятностью, не более , тогда:

Отношение

называется пикфактором. Таким образом:

Заметим, что кодеры конструируют обычно так, что их напряжение ограничения соответствует максимальному напряжению сигнала т.е.

.

Очевидно, что для волюма, превышающих среднее значение, должны резко возрастать помехи из-за шумовой ограничения. Однако, здесь, видно, сказывается психологический фактор – при слишком большой громкости, сопровождаемой искажения, абоненты начинают говорить тише. При малых волюмахтакая “саморегулирование” невозможно и поэтому расчет ведется для минимального сигнала, который соответствует минимальному напряжению минимального волюма. Минимальный волюм определяется как:

ГЛАВА 5. Расчет номинальной длины усилительного участка.

Структурная схема регенерационного участка, приведенная на рисунке 4, содержит кабельную цепь, в качестве которой может использоваться электрический (симметричный или оптический) кабели и регенераторы. В составе регенератора выделены корректирующий усилитель (КУ), обеспечивающий усиление сигнала и коррекцию искажений, вносимых кабельной цепью, а также решающее устройство (РУ), принимающее решение о виде передаваемого символа в каждом тактовом интервале (например, или при использовании двоичного кода) путем сравнения сигнала на выходе КУ с определенным пороговым напряжением.

В процессе регенерации возможно принятие ошибочных решений, т.е. возможно появление ошибок, приводящих к снижению качества передачи информации. Суммарное значение вероятности ошибки зависит от величины искажений, а частности, вызванных межсимвольной интеграцией (МСИ), количество регенераторов и защищенности сигнала от помех в точке принятия решения (ТР) рис.4. Для поддержания требуемого качества передачи информации величина вероятности ошибки не должна превышать значений, установленных соответствующим нормами. Это в конечном счете и определяет допустимую длину участка регенерации.

В общем случае имеет место большое число различных помех, величины которых зависят от типа кабеля и способов организации связи. Например, в коаксиальных кабелях основным видом помех является собственная помеха, а в симметричных кабелях – переходная помеха, связанная с наличием переходного влияния на дальнем или ближнем конце.

Длина регенерационного участка волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) в основном определяется тремя параметрами: затуханием оптического кабеля (с учетом потерь в местах сравнивания и стыка с аппаратурой), дисперсией оптического волокна и энергетическим потенциалом ВОСП.

Если учитывать только затухание, т.е. потери на (на энергетическим) участке регенерации, то длина участка регенерации может быть определена из соотношения.

где:

-энергетический потенциал системы равно ;

-потери в разном соединений, т.е. на каждом стыке аппаратуры с кабелем, равно ;

-потери в неразъемной соединений, т.е. в месте соединения волокон при сращивании строительных длин кабеля, равно ;

-эксплуатационный запас, равно ;

-коэффициент затухания оптического кабеля, равно ;

-строительная длина кабеля .

С учетом дисперсионных свойств оптического волокна длина участка регенерации не должна превышать значения, определенного из соотношения.

где

-скорость передачи информации ;

-среднеквадратическое значение дисперсии оптического волокна

Величина для многомодовых волокон может быть определена как:

где

-коэффициент широкополосности волокна, указываемый в паспортных данных кабеля, равно .

В качестве окончательного значения длины участки регенерации выбирается наименьшее значение из полученных по соответствиями “ ”

ГЛАВА 6. Расчет надежности линейного тракта.

В соответствии с рекомендацией МСЭ для ОЦК на международном соединении вводятся следующие требования к параметрам качества:

-при оценке в одноминутных интервалах не менее, чем в 90% измерений должно быть не более 4-х ошибок;

-при оценке в односекундных интервалах не менее, чем в 99,8% измерений должно быть не более 64-х ошибок;

-при оценке в односекундных интервалах не менее, чем в 92% измерений ошибки должны отсутствовать.

Рекомендуемое общее время оценки состояния канала – один месяц. Исходя из этих корм, можно рассчитать требования к параметрам качества (, и ) на отдельных участках номинальной цепи ОЦК ВСС, воспользовавшись выражением.

где:

-допустимое значение соответствующего параметра качества, указанное в рекомендации , , равно ;

-часть общих норм на параметры качества, отведенная на данный участок номинальной цепи ОЦК ВСС, (для магистрального участка )

Расчет значений параметров качества для конкретной линии протяженностью можно произвести по формуле:

где:

-номинальная протяженность соответствующего участка сети (равно ).

ГЛАВА 7. Расчет мощности помехи линейного тракта.

Помехи в линейном тракте: основными помехами, влияющими на качество передачи цифрового сигнала по линейному тракту ИКМ-1920, является:

межсимвольные помехи;

переходные помехи от систем передачи, работающих по тому же кабелю;

переходные помехи от систем передачи, работающих по кабелю противоположного направления и кабелям смежного регенерационного участка;

помехи вызванные наличием несогласованностей в кабельной линии;

коммутационные, индустриальные и другие импульсные помехи.

Помехи первого и второго вида определяются параметрами кабельной линии, остальные – условиями эксплуатации и схемой построения регенерационного участка ухудшение качества передачи цифрового сигнала за счет собственных шумов кабельной линии несущественно.

Благодаря регенерации цифрового сигнала после прохождения каждого кабельного участка помехи в линейном тракте не накапливаются, поэтому достаточно проанализировать их величину на каждом регенерационном участке.

Коэффициент отражения на стыке двух участков кабельной линии с волновыми сопротивлениями , .

Коэффициент отражения на стыке кабельной линии и регенератора.

где

-волновое сопротивление ();

- волновое сопротивление ();

- во время передачи импульса и значительно высшее (около );

- волнового сопротивления кабельных линий, входного сопротивления кабельных линий, входного сопротивления (вых) регенератора, равно .

Для случая, когда в кабельной линии имеется одна сосредоточенная неоднородность на расстоянии от выхода регенератора, величину помехи от попутного потока можно определить по приближенной формуле:

где

-амплитуда помехи, отношение к амплитуде сигнала;

-коэффициент отражения от неоднородности; (равно )

Дата добавления: 2015-10-16