Временным разделением

В качестве примера рассмотрим конструктивные параметры блока слежения за временным положением импульса (см. § 3.3). Если -блок слежения выполняют в

В соответствии с перечнем основных параметров импульсных сигналов (амплитуда, длительность, период повторения — см. § 1.2) различают селекторы по амплитуде, длительности, периоду или частоте повторения. Признаком селекции может служить и временное положение импульса. Селекторы, осуществляющие выделение импульсов с заданным временным положением, называют временными.

В соответствии с перечнем основных параметров импульсных сигналов (амплитуда, длительность, период повторения — см. § 1.3) различают селекторы по амплитуде, длительности, периоду или частоте повторения. Признаком селекции может служить и временное положение импульса. Селекторы, осуществляющие выделение импульсов с заданным временным положением, называют временными.

В общем случае, когда принимаемый сигнал представляет собой пачку импульсов (например, за счет вращения диаграммы направленности антенной системы), результат операции поиска иллюстрируется 4.6. Он сводится к выработке селектирующих импульсов (стробов) в моменты времени, повторяющие ожидаемую последовательность импульсов, которая представляет собой следующие с периодом Гп пачки импульсов, имеющих период повторения Та и длительность /и. Количество импульсов в пачке п (или длительность пачки ^п = пТа) определяется характеристиками амплитудной модуляции принимаемого полезного сигнала. Операция поиска считается выполненной правильно, если селектирующие импульсы ( 4.6, б), установленные по результатам анализа принимаемой смеси сигнала и помех, совпадают по времени с полезными сигнальными импульсами ( 4.6, а). В противном случае под влиянием помех может наблюдаться ошибочный результат поиска — обнаружение сигнала в момент времени, не совпадающий с истинным временным положением сигнала, либо принятие решения об отсутствии полезного сигнала, несмотря на наличие такового в принятой реализации. Первую ошибку называют ложной тревогой (ошибкой первого рода), а вторую — пропуеком еигнала (ошибкой второго рода). Вероятности этих ошибок характеризуют качество процедуры

Обнаружители импульсов с известным временным положением. Этот случай соответствует двухальтернативной задаче обнаружения сигнала [50] (без поиска по параметру t3). Эта задача возникает, например, в устройствах контроля достоверности измерений, предназначенных для принятия решений о наличии или отсутствии полезного сигнала в зоне селекции следящего измерителя (см. 4.3), которая устанавливается по результатам измерений информационного параметра t3. В данном случае предполагается, что стробы измерительной системы совпадают по времени с принимаемыми импульсами сигнала (как показано на 4.6). Обнаружитель играет роль контрольного устройства, фиксирующего нарушение измерительного процесса для своевременного отключения оконечного устройства и перехода в режим поиска при пропадании сигнала. Для выполнения этой функции устройство обработки должно формировать значение функционала (4.2), соответствующее аргументу т = tB, и сравнивать это значение z(t3) с пороговым уровнем К-

Рассмотренная схема обнаружителя соответствует оптимальной процедуре обработки импульсных сигналов с известным временным положением и представляет интерес как схема, реализующая предельную эффективность процедуры обнаружения при фиксированном интервале наблюдения. Однако такая схема приводит к довольно громоздкой аппаратной реализации, так как требует выполнения операций умножения и сложения многоразрядных чисел. Поэтому на практике широко распространены упрощенные, квазиоптимальные схемы

4.7. Структура оптимального цифрового обнаружителя импульсов с известным временным положением;

Обнаружители импульсов с неизвестным временным положением. Рассмотренные схемы цифровых обнаружителей импульсных сигна-

В данном случае операцию формирования значений функции г(т/) при всех дискретных значениях аргумента т,- (/= [1, ml) можно выполнить с помощью многоканального устройства, в котором каждый из пг каналов осуществляет алгоритм (4.2) при конкретном значении т/ и реализуется по одной из схем, рассмотренных ранее ( 4.7— 4.10). Функцию разделения каналов выполняют стробирующие импульсы (стробы), отличающиеся друг от друга временным положением, как показано на 4.11. Номер канала, в котором зафиксировано превышение порога обнаружения, характеризует результат поиска, т. е. грубую оценку т/ временного положения полезного сигнала.

Особенности обнаружения пачек импульсных сигналов. Все рассмотренные схемы многоканальных обнаружителей решают задачу поиска импульсного сигнала по времени в случае известного временного положения пачки импульсов, когда момент начала накопления (соответствующий обнулению ЗУ) и начало пачки совпадают с точностью до периода повторения импульсов. Если это условие не соблюдается, то возникает явление «расщепления» пачки, приводящее к снижению эффективности накопления за счет увеличения вероятности пропуска сигнала [22]. Кроме того, выполняемую в этих схемах процедуру обнаружения можно трактовать как операцию поиска пачки импульсов с погрешностью,соизмеримой с длительностью интервала накопления Т„ = NT,r Интервал времени между двумя соседними моментами обнуления ЗУ (равный Ти = NTa) играет роль одного шага дискретизации в процедуре поиска пачки импульсов с неизвестным временным положением. Эти особенности ограничивают применение таких схем в тех случаях, когда временное положение пачки является измеряемым, полезным параметром сигнала (например, несущим информацию об угловом положении объекта в амплитудно-импульсных угломерных РТС).

где б -функция используется для описания периодической последовательности импульсов с известным временным положением, форма которых не играет роли с точки зрения дальнейшей обработки сигнала, так как вся информация заложена только в амплитудах импульсов.

В связи с широким внедрением микропроцессорной техники, микроЭВМ, ЭВМ для управления ТП появляется необходимость широкого использования моделей управления. Это ММ, лежащие в основе алгоритмов управления данной ТС. Такая модель строится на основе модели функционирования системы и предполагает расчленение ТП на последовательно-параллельные ветви с пространственно-временным разделением функций каждой из них и соответствующим точным согласованием во времени. Назначение такой модели заключается в том, что она позволяет рационально распределить средства управления внутри ТС. Модель управления позволяет, кроме того, выявить аварийные режимы функционирования ТС и предусмотреть своевременное автоматическое выключение ее при необходимости. Потребности разработки моделей управления выходят далеко за рамки традиционной теории оптимального управления, предполагающей возможность описания ТП системой обыкновенных дифференциальных уравнений и получение оптимального решения в достаточно узком смысле. Совершенно не разработаны, например, вопросы

В истории электрического телеграфа многократные системы с временным разделением каналов появились раньше систем с частотным разделением каналов. Русский изобретатель В. Струбин-ский в 1863 г. предложил метод использования линии с временным разделением телеграфных каналов с помощью вращающихся распределителей. Одиннадцать лет спустя (в 1874 г.) эта идея, а также метод синхронной передачи и метод регенерации искаженных дискретных сигналов были практически реализованы французским ученым Э. Бодо. Но ранее используемые в классической телеграфии идеи и методы нашли широкое применение только на современном этапе развития техники, после появления транзисторов, а позднее—полупроводниковых интегральных схем.

При использовании классических методов разделения высокоскоростной канал предоставляется всем пользователям независимо от наличия или отсутствия у них сообщений, предназначенных для передачи. При частотном разделении каждому из подключенных терминалов выделяется определенная часть спектра канала. При синхронном временном разделении высокоскоростной канал поочередно предоставляется каждому терминалу на определенный интервал времени, длительность которого жестко связана со скоростью передачи данных от абонента и общим числом подключенных терминалов. В современных телеграфных сетях используются также системы передачи с частотно-временным разделением, представляющие собой комбинацию описанных типов систем.

Систему, в которой выполняется равенство Свх = СВЫх, будем называть мультиплексором; систему, для которой справедливо неравенство Свх>СВых, определим как статистический мультиплексор или концентратор. Очевидно, что отношение СВых/С'Вх = &= 1 имеет место в обычных (классических) системах с частотным и синхронным временным разделением, тогда как неравенство /г<1 определяет системы с асинхронным (статистическим) разделением.

Более эффективном с точки зрения ИПС является метод синхронного временного разделения каналов, принцип которого иллюстрируется на 3.3. На вход системы с синхронным временным разделением каналов поступают блоки данных от группы терминалов. Сканирующее устройство СУ синхронно осматривает входные устройства ВУ в соответствии с управляющими сигналами, поступающими от блока управления БУ. Вид группового сиг-

Метод асинхронного временного разделения каналов. Кардинальное решение задачи повышения ИПС может быть получено путем применения систем передачи, учитывающих активность источников нагрузки. Принцип действия такой системы иллюстрируется 3.4, из которого видно, что система осуществляет временное разделение высокоскоростного канала, динамически распределяя отрезки времени между активными абонентами, т. е. реализует асинхронное временное разделение или концентрацию поступающей нагрузки. В такой системе передачи в отличие от системы с синхронным временным разделением сообщения перед поступлением в высокоскоростной канал накапливаются в буферном накопителе БН. В результате этого происходит «сглаживание» пачечной структуры трафика и доля неиспользованной пропускной способности уменьшается. Оставшийся отрезок времени ( 3.4,6) можно использовать за счет увеличения числа обслуживаемых оконечных устройств (по сравнению с числом терминалов, подключаемых к синхронной системе). Очевидно, что в системе с асинхронным временным разделением скорость передачи в высокоскоростном канале меньше суммы скоростей входных каналов, т. е. &<1. Таким образом, система может рассматриваться как статистический мультиплексор или концентратор.

видеоимпульсов с определенными значениями п, т„, АЛ, А^2,-., A^n-i образует импульсно-временнбй код (ИВК), представленный на 3.4, а. Сигналы ИВК применяют для повышения помехоустойчивости в аналоговых радиолиниях с временным разделением каналов. Такие сигналы можно использовать также в цифровых радиолиниях при кодировании адресов отдельных сообщений.

Структурная схема аналоговой радиолинии с временным разделением каналов (ВРК) приведена на 3,9. Сообщения Si(t) поступают на канальные модуляторы — квантователи Мг. Период и моменты квантования сообщений различных каналов определяются импульсами, поступающими с канального распределителя КР.

Структурная схема СИ с временным разделением каналов показана на 6.8, где ВУ — вычислительное устройство, ОП — обратный преобразователь. В положении / переключателя S осуществляется измерение входной величины л;, а в положении 2 — измерение- х0.п — выходного сигнала ОП. Пусть ур — «Ном* + г А 4 Ьх и результатом первого измерения будет величина

пространственно - временным разделением существенно возрастает.

а на 21-,10 —система с временным •разделением каналов и с цифровым измерением. Соотношение частот f и f/n таково, что на каждой ступени компенсационного напряжения происходит «опрос» всех ПСК^. При появлении сигнала на выходе ПСК открывается соответствующий ключ и число из счетчика переписывается в ячейку памяти и отображается на цифровом индикаторе. В момент цифрового измерения запрашивающее воздействие должно быть равно нулю.