Пропускная способность многоканальных систем передачи информации

Предельная пропускная способность системы передачи (бит/с) с равномерной АЧХ и линейной ФЧХ в пределах полосы пропускания тракта передачи при наличии стационарного гауссовского шума со средней мощностью Р_ш и сигналов со средней мощностью Р_с определяется по формуле Шеннона:

При многоканальной передаче, как уже отмечалось, возникают специфические переходные помехи между каналами, обусловленные неидеальностью разделяющих устройств на приемной стороне и устройств формирования сигналов на передающей стороне, линейными и нелинейными искажениями в групповом тракте передачи. Качество многоканальной системы с точки зрения переходных помех можно охарактеризовать величиной затухания (дБ) между влияющим i -м каналом и подверженным влиянию к -м каналом:

где Р и Р_к — мощности на входе влияющего и выходе подверженного влиянию каналов; затухание A_ik называют также

защищенностью канала от переходных помех. При большом числе каналов можно считать, что плотность вероятности помех подчиняется нормальному закону, а спектральная плотность мощности является равномерной. Иначе говоря, результирующую помеху, обусловленную действием шумов и переходных помех, можно считать гауссовской и квазибелой.

В соответствии с (9.17) для мощности помех, наводимых 1-м каналом на выходе к-то канала, имеем:

а общая мощность переходных помех:

где — коэффициент взаимных переходных помех между каналами.

Если формулу Шеннона (9.16) переписать с учетом действия переходных помех (9.18), то:

Поскольку обычно , то для пропускной способности многоканальной системы передачи информации можно записать:

Из (9.19) следует, что переходные помехи ограничивают пропускную способность многоканальной системы. Расчеты показывают, что при ц « 0.01 ( A_ik > 20дБ ) увеличение мощности сигнала /*, приводит к повышению пропускной способности, если . При дальнейшем увеличении мощности

сигнала пропускная способность практически не возрастает и определяется соотношением (9.19). Практика проектирования аппаратуры многоканальной связи показывает, что для снижения уровня взаимных помех в системах с частотным раз

делением каналов приходится вводить защитные частотные интервалы между каналами, занимающие до 20% общей полосы пропускания системы передачи информации.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Нарисуйте структурную схему системы многоканальной передачи информации и поясните назначение ее элементов.
• 2. Каким образом происходит преобразование сигналов в многоканальной системе передачи?
• 3. Поясните принципы частотного разделения сигналов.
• 4. Нарисуйте структурную схему многоканальной передачи информации с временным разделением каналов.
• 5. Как возникают искажения группового сигнала при временном разделении каналов?
• 6. Каким образом происходит разделение сигналов по форме?
• 7. Нарисуйте структурную схему многоканальной асинхронноадресной системы связи.
• 8. Поясните принципы формирования широкополосного сигнала с помощью частотно-временной матрицы.
• 9. Нарисуйте структурную схему многоканальной системы с комбинационным уплотнением.
• 10. Как определяется пропускная способность многоканальных систем передачи информации?