Таржолакты тарату. Арнанын тарату жылдамдыгы мен кенжолагы арасындагы катынас, Шеннон формуласы.

Тар жолакты жү йелер, негізінен дауыс таратуга арналган. Бул куралдар уялы байланыс желілеріндегі туракты радиотерминалдарды колданады. Дауысты тыгыздаушы алгоритмдеріне байланысты мундай жү йелер маліметтерді таратуда жогары жылдамдыкка икемделмеген, сондыктан тургын секторынын абоненттерімен, таксофондык кызметтерде жане т.б. пайдаланылады. Сымсыз катынас курудын жогары сапалы кызметтерінін жү йелері – бул жү йелер сымсыз телефония стандарттарын колдануга негізделген. Туракты радиокатынас жү йелері тар жолакты жү йемен салыстырганда (АДИКМ 32Кбит/с кодалауын пайдаланады) дауыс таратуда жогаргы сапа алынады, факсимилді жане модемдік байланысты камтамасыз етеді. W - CDMA жү йелері 64...144 Кбит/с откізу кабілеті бар ISDN - арналарын камтамасыз етеді. Олар дауыска негізделген таржолакты косымшалар мен корпоративті жане агрегаттык агындарга негізделген кен жолакты косымшалар арасындагы аралык кү йді алады. Кен жолакты жү йелер – мундай жү йелер жиіліктер диапазонынын бірнешеуінде істейді – 2, 4 - тен 28 ГГц-ке дейін. Олар корпоративті пайдаланушыларга жогары жылдамдыкты маліметтер агынын таратуды камтамасыз етеді, шекті кондыргыга (мультиплексорларга, УАТС, мобилді жане туракты байланыстын жане т.б. уялы желілерінін базалык радиоблоктарына) n x E1 цифрлык агындарын таратады. Уялы жылжымалы байланыс технологиялары мен стандарттарына негізделген жү йелер уялардын жогары сыйымдылыгымен жане БС пен пайдаланушылык терминалдар арасындагы байланыс кашык узактылыгымен сипатталады. Уялы жылжымалы байланыс технологиялары мен стандарттары негізіндегі жү йелер абоненттер тыгыздыгы артү рлі денгейлі болып келетін кен аумактардагы телефондалуга тиімді болады. Бірак, дауысты тарату сапасы мен маліметті кайта жіберу жылдамдыгы бойынша таржолакты болгандыктан, олар кен жолакты жү йелерге жетпейді. Одан баска, біркатар жү йелерде байланыстын жылжымалдылыгын камтамасыз ететін куралдар болады, ягни стационарлык абоненттерге кызмет корсету кезінде артык болып табылады. Кенжолакты жү йе деп акпаратты таратуга накты арналган жиілік жолагынын ен аз кендігінен коп асатын оте кен жиіліктер жолагын алатын сигналды таратушы жү йе. Мысалы, томенгі жиіліктік сигнал, осы сигналдын жиіліктер жолагынан 2 есе асатын жиіліктер жолагында амплитудалык модуляция (АМ) комегімен берілуі мү мкін. Модуляциянын баска тү рлері, аз девиациялы жиіліктік модуляция (ЖМ) жане біржолакты АМ сиякты, акпараттык сигналдын жиіліктік модуляциясымен салыстыруга келетін жиіліктер жолагында акпаратты таратуга мү мкіндік береді. Кенжолакты жү йеде жиіліктер жолагы бірнеше килогерц кана болатын бастапкы модулдеуші сигнал (мысалы, телефондык арна сигналы) кендігі бірнеше мегагерц болатын жиіліктер жолагында ү лестірілуі мү мкін. Сонгысы жіберілетін акпараттык сигнал мен кенжолакты кодалык сигналдын тасушыны екілік модуляциялау комегімен жү ргізіледі. Котельников теоремасы (Теорема Котельникова).

1.Егер ү зіліссіз сигнал Дирхле шартын канагаттандырса (барлык боліктері ү зіліссіз жане экстремумы ен коп жане ен аз шамалары шектелген сан болса) жане онын жиіліктік спектрі белгілі бір шамадан аспаса, онда мундай сигналды уакыт бойынша At кадаммен ү зіп жане оны осы ү зілген шамаларымен бірге кайтадан бурынгы (ү зіліссіз) калпына келтіруге болады. Котельниковтін бул теоремасынын аналогтік сигналды сандык сигналга айналдыру ү шін дискреттегенде манызы зор. Ӏ с жү зінде сигналдын оту процесі шекті болатындыктан, онын жиілік диапазоны шексіз болу керек. Бірак сигналдагы энергиянын 90—95% шамасын камтитын жиілік диапазонын шектелген деп алуга болады.

2.Жиіліктік спектрі шектелген ү зіліссіз сигналды 1/2 Г= Д/кадаммен ү зе отырып, оны берілген далдікпен кайта калпына келтіруге болады.

Мундагы Г сигнал спектрінін ен жогаргы мані немесе спектр 0-ден басталса, жиілік диапазоны кен тужырым оны 1938 жылы усынган галым Котельниковтін курметіне " Котельников теоремасы" деп аталады.

Таржолакты сигналдын х(t) спектрінін жогаргы жиілікте трансляциялаудын онай жолы болып, таржолакты сигнал мен тасушы сигналды cos2%fct кобейтуімен табады. Ол 4.1 суретте корсетілген. Натижесіндегі xc(t)сигналы екі жолакты (double sideband — DSB) модулденген сигнал деп аталады жане келесі формуламен орнектеледі. xc(t) = x(t)cos2%fct

4, 1

Рисунок 4.1 - Идеалды импульс жане амплитудалык спектр

Модуляция жайындагы теоремада xc(t) екіжолакты сигналынын спектрі келесі тү рде корсетіледі.

Рисунок 4.2 – Идеалды импульсті фильтрлеудін ү ш мысалы:

а) Дыбыстаудын жаксы нактылыгы;

б) жаксы таныту;

в) нашар таныту.

4, 3 б, в- суретте x(t) таржолакты сигналдын 1Х(/)1 амплитудалык спектрі fm жолакты енімен жане жане WDSB жолакты енімен берілген Хс(?) екіжолакты сигналдын 1Хс(/)1 амплитудалык спектрі корсетілген. Графикте он жиіліктікке сайкес келетін таржолакты сигналдын 1Хс(/)1 спектрлік компоненті, /с ден (fc +fm) дейінгі диапозонда жатыр. Екіжолакты сигнал спектрінін бул болігі жогаргы жанындагы жолак деп аталады (upper sideband -USB).

Шеннон корсетуі бойынша, аддитивті ак Гаусстык шуммен (additive white Gaussian noise - AWGN) берілген С арнасынын откізу кабілеті кабылданган S сигналынын орташа куаттык функциясы болып табылады(N-шудын орташа куаты, W-откізу жолагынын ені).

Рисунок 4.3 – таржолакты жане екіжолакты спектрді салыстыру:

а) тербеліс наложениесі;

б) таржолакты спектр;

в) екіжолакты спектр.

Шеннон жумысында корсетілген, S, N жане W олшемдері кателіктін пайда болу ыктималдыгын емес жылдамдыктын шегін курайды.