Разработка способов построения аппаратно-программных средств модемов телемеханики и цифровой связи промышленного назначения

• Автор: Горохов, Станислав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 211 с. : ил

Введение
Глава 1. Назначение, функции и методы построения модемов телемеханики в сетях связи промышленного назначения.

1.1. Организация каналов телемеханики и связи ведомственных

сетей связи

1.1.1. Организация каналов телемеханики на базе узкополосных ЧМмодемов.

1.1.2. Организация каналов связи на базе разделительных фильтров речи

1.1.3. Организация каналов передачи данных.

1.2. Построение каналов сетей связи технологического типа с частотным уплотнением для передачи интегрального потока речи и данных на базе ЧМмодемов и разделительных фильтров речи.
1.2.1. Уплотнение каналов телемеханики и каналов технологической диспетчерской телефонной связи на

основе устройств частотного уплотнения

1.2.2. Распределение частотных каналов телемеханики в

полосе канала ТЧ
1.2.3. Переприем и требования к собственным характеристическим искажениям асинхронного кодонезависимого ЧМмодема.
1.3. Классификация модемов систем телемеханики, передачи данных и связи для каналов ТЧ ведомственных сетей связи промышленного назначения.
1.4. Построение аппаратнопрограммных средств ЧМмодема
1.4.1. Методы построения ЧМмодемов для передачи данных систем телемеханики.
1.4.2. Основные элементы архитектуры Мультимодема
1.4.3. Основные задачи встроенного ПО Мультимодема.
1.4.4. Требования к функциональной гибкости модемов телемеханики по скорости и заданию режимов работы
Выводы по Главе 1 .
Г лава 2. Разработка моделей и способов построения ЧМмодемов телемеханики на базе современных средств цифровой
обработки сигналов.
2.1. Модуляция и демодуляция в асинхронных ЧМмодемах телемеханики
2.1.1. Спектр дискретного ЧМсигнала, основные понятия.
2.1.2. Способ построения аппаратнопрограммных средств и вычислительная модель ЧМмодулятора на базе квадратурного метода реализации.
2.1.3. Способ построения аппаратнопрограммных средств и вычислительная модель ЧМдемодулятора на базе квадратурного метода реализации.
2.1.4. Вычисление тригонометрических функций.
2.1.5. Цифровая фильтрация при модуляции и демодуляции.
2.2. Основные элементы архитектуры Мультимодема и их взаимодействие .
2.2.1. Краткая характеристика ЦГТОС семейства xx.
2.2.2. Краткая характеритстика ПЛИС ХС5ХЬ
2.2.3. Краткая характеритстика кодека АП.
2.2.4. Архитектура Мультимодема
2.3. Контроль и диагностика работоспособности Мультимодема.
2.4. Функциональная структура задачи Мультимодема
2.5. Способ удаленного шлейфования Мультимодема
2.6. Экспериментальное исследование характеристических
искажений Мультимодема
2.6.1. Экспериментальная оценка собственных характеристических искажений Мультимодема для различных скоростей передачи
2.6.2. Экспериментальная оценка собственных характеристических искажений Мультимодема на нескольких участках переприема для различных скоростей передачи.
2.6.3. Экспериментальная оценка характеристических искажений Мультимодема на искусственной линии с шумом для различных скоростей передачи
2.6.4. Экспериментальная оценка характеристических искажений Мультимодема на модели составного канала с шумом на трех участках переприема.
2.7. Построение комплексов связи на базе Мультимодема
2.8. Внедрение Мультимодема0 в системах связи.
Выводы по Главе 2.
Глава 3. Построение высокочастотного модема для передачи данных и
организации цифровых телефонных каналов в системах
цифровой связи промышленного назначения.
3.1. Современные тенденции построения цифровых каналов связи для
передачи интегрального потока данных на основе временного уплотнения каналов.
3.1.1. Создание и внедрение цифровых каналов связи в ведомственных сетях связи промышленного назначения
3.1.2. Назначение и особенности применения аппаратуры временного уплотнения каналов
3.1.3. Возможности аппаратуры временного уплотнения на примере ЕГЬбОО с мультиплексором АМХР.
3.1.4. Построение синхронного мультиплексора для организации многоканальной цифровой передачи речи и данных.
3.1.5. Организация кодонезависимой прозрачной передачи данных от аппаратуры телемеханики в синхронном мультиплексном канале.
3.1.6. Основные принципы построения КАМмодемов для передачи данных и организации цифровых телефонных каналов.
3.2. Построение КАМмодемов с высокой удельной скоростью для систем высокочастотной связи промышленного назначения.
3.2.1. Способ построения модулятора ВЧмодема на базе КАМ.
3.2.2. Синхронизация ВЧмодема
3.3. Построение демодулятора ВЧмодема на базе КАМ.
3.3.1. Способ приема сигнала в аналоговом факте демодулятора ВЧмодема
3.3.2. Способ обработки принимаемого сигнала в тракте цифровой обработки ВЧмодема
3.3.3. Задача синхронизации и нормировки цифрового тракта приема.
3.3.4. Применение линейной регрессии для уменьшения фазовых шумов в канале преобразования спскфа и
тактовой синхронизации.
3.3.5. Задача восстановления спектра сигнала при демодуляции
3.4. Построение эквалайзера на базе адаптивного цифрового
фильтра в тракте приема ВЧмодема.
3.5. Результаты линейных испытаний ВЧмодема в составе опытных образцов цифровой аппаратуры ВЧсвязи АВСЦМ.
3.6. Перспективная структура приемного тракта ВЧмодема
3.7. Организация интегрального потока данных на базе ВЧмодема цифрового канала на основе временного разделения каналов
Выводы по Главе
Заключение.
Список литературы


ТМ в полосе канала ТЧ с размещением в полосе речевого канала спектра модема со скоростью битс вариант а и одного канала ТМ с размещением в полосе речевого канала спектра модема со скоростью битс вариант б. В данном случае модем со скоростью битс или битс используется как внешний модем, подключаемый к абонентскому окончанию ведомственной коммутируемой телефонной сети, т. При этом модем но Рекомендации У. ГГОТ со скоростью битс обеспечивает ЧМмодуляцию на средней частоте Гц с девиацией частоты 0 Гц и с тактовой частотой бод. Эффективная ширина спектра Гц. Модем по Рекомендации У. ГШТ со скоростью битс обеспечивает дифференциальную фазовую модуляцию с кодированием трибитов на средней частоте Гц и с тактовой частотой бод . Рис. Это приводит к необходимости гибкого задания частоты среза цифрового программно реализуемого фильтра подтонального речевого тракта в зависимости от требований по скорости передачи и количества модемов надтонального и подтонального спектров. Рис. Из рассмотренных выше вариантов распределения частотных каналов надтонального спектра может быть сделан вывод об общности существенных признаков, используемых при выборе способа построения и разработке вычислительных моделей узкополосного ЧМмодема. При разработке аппаратнопрограммных средств универсального ЧМмодема в диапазоне сравнительно низких скоростей передачи от 0 битс до битс можно применить единые методы, общие математические и вычислительные модели, а также программные модули, обеспечивающие реализацию базового программного обеспечения ПО на основе методов I ОС и ЦПОС. Необходимость гибкого задания частотного канала определяется тем, что в целом ряде задач возникает необходимость не просто уплотнения телефонного капала и одного или нескольких каналов телемеханики, а например, необходимость уплотнения значительного числа узкополосных каналов во всей полосе от 0. Гц. Кроме того, актуальной является задача уплотнения двух каналов надтонального спектра 0 битс в задачах сбора данных и учета энергоносителей. В общем случае акту альна задача произвольного распределения каналов с различными скоростями во всей полосе канала ТЧ. Поэтому, естественно, что для построения такого универсального модема аппаратнопрограммное обеспечение должно проектироваться с учетом возможности гибкого задания частотного канала и любой из возможных скоростей передачи в пределах полосы канала ТЧ. Традиционный подход, использующий частотное разделение канала ТЧ для организации телефонной связи речевого канала и нескольких каналов телемеханики передачи данных приводит к тому, что появляется возможность организации нескольких каналов передачи данных различного назначения. Одновременно с каналами телемеханики могут уплотняться каналы сигнализации вызова или низкоскоростные каналы передачи данных, но при этом происходит заужение полосы речевого факта, а, следовательно, ограничивается использование в речевой полосе стандартных модемов и факсимильной аппаратуры, которая может реализовать средние и высокие скорости передачи, но только в полном спектре канала ТЧ , 9. Например, в случае заужения подтонального спектра до частоты 2. Гц становится невозможной работа со скоростью битс и выше, а реально может поддерживаться только Рекомендация V. I МККТТ 1, которая обеспечивает дуплексный режим передачи со скоростью 0 битс в прямом и обратном каналах средняя частота нижнего канала Гц, верхнего Гц. Единственный выход из ситуации, связанной с необходимостью увеличения количества каналов передачи данных и одновременным увеличением скорости передачи с сохранением речевого канала в полосе канала ТЧ, переход от частотного уплотнения к временному уплотнению каналов, и обеспечение передачи речи в цифровом режиме на базе вокодера. В рамках настоящей работы в Главе 3 разрабатывается подход, связанный с временным уплотнением большого числа каналов нескольких каналов телемеханики, нескольких речевых каналов и канала передачи данных. Данный подход предлагается как перспективный, с последующим широким распространением.