Введение
Любой сигнал занимает определённую полосу частот, существует некоторое время, обладает ограниченной энергией и распространяется в определённой области пространства. В соответствии с этим выделяют четыре вида ресурса канала: частотный, временной, энергетический и пространственный.
При решении проблемы распределения ресурса общего канала применяются методы мультиплексирования и множественного доступа (multiple access). Понятия «мультиплексирование» и «множественного доступа» сходны тем, что они предполагают распределение ресурса между пользователями. В то же время между ними есть и существенные различия. Так при мультиплексировании ресурс канала связи распределяется через общее оконечное оборудование, формирующие групповой сигнал. При множественном доступе, образуется в результате сложения сигналов пользователей непосредственно в канале. Множественный доступ характерен для спутниковых каналов, радиоканалов, каналов мобильной связи.
Мультиплексирование основано на общем аппаратурном обеспечении, в то время как множественный доступ (МД) использует определённые процедуры (протоколы), реализуемые с помощью программного обеспечения, хранящегося в памяти каждого терминала.
1 Исходные данные и цель работы :
Целью лабораторной работы является изучение многоканальных систем передачи данных. Изучение принципов временного и частотного объединения и разделения каналов на практике.
Частотное объединение и разъединение каналов
По исходным данным построим входные сигналы s1(t) и s2(t), рисунок 2.1:
Рисунок 2.1 – входные сигналы
Прежде чем объединять сигналы, необходимо модулировать их на разные несущие частоты. Модуляция осуществляется при помощи следующей функции 2.1:
где sd – входной сигнал; t - время; w - несущая частота.
Модулированные сигналы изображены на рисунке 2.2:
Рисунок 2.2 – Модулированные сигналы
Построим спектры полученных сигналов, используя функцию формирования дискретов значений сигналов (2.2):
Применим для каждого набора дискретов быстрое преобразование Фурье и построим спектры сигналов. Спектры сигналов изображены на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Спектры сигналов
Из спектров сигналов можно сделать вывод, что объединение модулированных сигналов происходит благодаря сильному ограничению сигнала по ширине.
Объединение сигналов проведем при помощи следующей функции(2.3):
где s – массив функций входных сигналов.
Суммарный сигнал представлен на рисунке 2.4:
Рисунок 2.4 – Суммарный сигнал.
Воспользуемся функцией 2.2 для построения спектра суммарного сигнала. На рисунке 2.5 изображен спектр суммарного сигнала.
Рисунок 2.5 – Спектр суммарного сигнала
Для разделения сигналов воспользуемся функцией 2.4. Она основывается на преобразовании Фурье и состоит из нескольких шагов: дискретизировать сигнал, посчитать его спектр, отфильтровать его часть, и с помощью обратного преобразования Фурье вернутся к сигналу во временной области.
где sms – принятый сигнал.
На рисунке 2.6 построены сигналы, которые были получены путем разделения суммарного сигнала функцией 2.4.
Рисунок 2.6 – Разделенные сигналы
Для демодуляции сигнала необходимо совершить ортогональное дополнение сигнала с помощью преобразования Гильберта. Дополним сигнал,используя функцию 2.5.
(2.5)
Демодулированные сигналы изображены на рисунке 2.7.
Рисунок 2.7 – Демодулированные сигналы