Когерентной называется СПИ, в которой ожидаемые значения начальных фаз всех принимаемых импульсов (вплоть до окончания сеанса связи) известны заранее, и эти сведения используются при демодуляции импульсов. Другими словами, генераторы несущей в передатчике и приемнике должны обладать столь высокой стабильностью, чтобы фазы выдаваемых колебаний не расходились заметно в течение сеанса связи. Когерентная СПИ - это идеал, который используется лишь для сравнения с другими СПИ, реализуемыми практически.

Частично-когерентной называется СПИ, в которой ожи-даемые значения начальных фаз всех принимаемых импуль-сов заранее неизвестны, но в процессе приема они оцениваются, и эти сведения используются при демодуляции импульсов. Другими словами, генератор несущей в приемнике при помощи устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) постоянно синхронизируется с генератором передатчика. Подстройка осуществляется по самому принимаемому сигналу. И в этом случае генераторы несущей должны обладать некоторой стабильностью частоты, достаточной, например, для того, чтобы в случае разрыва цепи ФАПЧ фазы выдаваемых колебаний не расходились заметно хотя бы в течение нескольких сотен импульсов, что вполне реализуемо. Поэтому именно частично-когерентную СПИ на практике обычно называют когерентной. [3]

Некогерентной называется СПИ, в которой ожидаемые значения начальных фаз всех принимаемых импульсов неиз-вестны и не оцениваются в процессе приема (ФАПЧ не применяется). Прием очередного импульса рассматривается как прием сигнала со случайной начальной фазой, равномерно распределенной в интервале 0-2?. Для этого генераторы несущей в передатчике и приемнике должны обладать лишь такой стабильностью, чтобы фазы выдаваемых колебаний не расходились заметно хотя бы в течение одного импульса. Поэтому некогерентная СПИ оказывается проще и дешевле. [4]

Очевидно, что когерентная СПИ, в принципе, может обеспечить меньшую вероятность ошибки, чем частично-когерентная и, в еще большей степени, некогерентная СПИ.

Подобным образом можно классифицировать цифровые СПИ как синхронные и асинхронные. В синхронной СПИ передача каждого символа (импульса) начинается в тактовый момент времени, при этом периодическая последовательность тактовых импульсов генерируется постоянно. Благодаря этому в приемнике имеется возможность осуществлять ФАПЧ местного генератора тактовых импульсов по принимаемому сигналу и предсказывать ожидаемые моменты прихода для большого количества ближайших символов.

В асинхронной СПИ передача первого символа кодовой комбинации начинается в произвольный момент времени, правда, остальные символы следуют за ним через равные интервалы известной величины. В связи с этим в начале каждой кодовой комбинации обязательно нужно передавать дополнительный, стартовый, импульс, которые запускает в приемнике ждущий генератор тактовых импульсов с той же частотой повторения. Таким способом предсказывается ожидаемое время прихода всех импульсов, но только для данной кодовой комбинации. [5]

Другой фактор, определяющий уровень априорных сведений о сигнале, это мультипликативная помеха. При воздействии мультипликативной помехи в виде временных селективных замираний амплитуды и начальные фазы принимаемых импульсов достаточно медленно, но случайным образом изменяются во времени. Демодуляция превращается в прием импульсов известной формы, но со случайными амплитудой и начальной фазой, при этом, как правило, удается обеспечить частичную когерентность СПИ.

При воздействии мультипликативной помехи в виде частотных селективных замираний форма принимаемых импульсов становится случайной, но неизменной во времени и демодуляция превращается в прием импульсов неизвестной (случайной) формы. [6]

При воздействии мультипликативной помехи общего вида форма принимаемых импульсов становится случайной и при этом медленно изменяется (флуктуирует) во времени, увеличивается межсимвольная интерференция. Оптимальный прием таких сигналов существенно усложняется, при этом заметно увеличивается вероятность ошибки.

Таким образом, при выборе способа демодуляции импульсов и при вычислении достигаемой при этом вероятности ошибки необходимо четко определить характер аддитивных и мультипликативных помех, воздействующих на сигнал.[7]

3. Разработка СПИ

Цель: разработка устройства передачи данных «Атлас - Ф»

3.1 Предназначение и функциональная схема

Устройство высокочастотного уплотнения «Атлас-Ф» предназначено для применения с системой передачи извещений «Фобос» и обеспечивает полудуплексный обмен информацией между ретрансляторами и ПЦН системы «Фобос» по занятой абонентской линии городской телефонной сети или между ретрансляторами и ПЦН двух систем «Фобос» по выделенной линии ГТС. Устройство не может применяться на уплотненных абонентских линиях, а также на линиях, на которых установлены абонентские счетчики.

Аппаратура состоит из двух одинаковых устройств уплотнения (УУ), одно из которых устанавливается на АТС и подключается низкочастотным входом/выходом («Р/ПЦН») к ретранслятору СПИ «Фобос», а высокочастотным («Линия») – к телефонной линии. Второе УУ устанавливается в пункте централизованной охраны и подключается высокочастотным входом/выходом к телефонной линии, а низкочастотным – к ПЦН.[8]

Каждое УУ представляет собой двухсторонний приемопередатчик логических сигналов, подаваемых раздельно во времени от ретранслятора или от ПЦН в абонентскую линию и далее – на второе УУ. УУ обеспечивает передачу информации в любую сторону со скоростью 200 бод, необходимую для нормального функционирования системы «Фобос».[9] В обоих указанных вариантах возможно использование в качестве ПЦН как пульта (или двух пультов) оператора "Фобос", так и персональной ЭВМ.

Рис. 3.1 . Варианты использования устройства уплотнения "Атлас-Ф":

а) совместно с двумя СПИ "Фобос" по выделенной линии;

б) совместно с одной СПИ "Фобос" по занятой линии;

3.2 Описание работы принципиальной схемы приемопередатчика

Два идентичных блока приемопередатчика (ПрП), один из которых установлен в контролируемом пункте (КП), а другой в диспетчерском пункте (ДП), служат для обмена сообщениями и командами между КП и ДП по трехпроводной (Л1, Л2, ЗЕМЛЯ) линии связи, которая образует два канала (Л1 – земля и Л2 – земля). Блоки ПрП обеспечивают одновременную встречную прердачу сигналов от КП к ДП и от ДП к КП по каждому из каналов.

ПрП состоит из:

1) передатчика и приемника сигналов канала Л1 – ЗЕМЛЯ на VD1, VD8, VD9, KV1;

2) передатчика и приемника сигналов канала Л2 – ЗЕМЛЯ на VD4…VD7, VD10, VD11, KV2;

3) схемы управления передатчика на DD1 и DD3;

4) схемы логической обработки принятых сигналов на DD2, DD4, DD5;

5) схемы управления индикаторами на DD5.3, DD5.4, DD4.2.

При одновременной передаче сигналов «1» от КП к ДП и от ДП к КП транзисторы МУС Л! КП и МУС Л! ДП закрыты, на клемму Л! КП и Л! ДП поданы одинаковые напряжения минус 24В, ток по Л! не течет, реле KV1 КП и KV1 ДП отпущены, их контакты разомкнуты.

При передаче сигнала «0» от КП к ДП и сигнала «1» от ДП к КП, МУС Л1 КП открыт, и ток течет по цепи: минус 24В ДП – KV1 ДП – линия Л1 – KV1 КП – переход К-Э МУС Л1 – корпус, при этом реле KV1 ДП и KV1 КП срабатывает и их контакты замыкаются.

При передаче сигнала «0» от ДП к КП и сигнала «1» от КП к ДП, МУС Л1 ДП открыт и ток течет по цепи: минус 60В – минус 24В КП точка А – реле KV1 КП – линия 1 – реле KV1 ДП – переход К-Э МУС Л1 ДП – корпус. При этом реле KV1 КП и KV1 ДП срабатывают и их контакты замыкаются.