Введение к работе
Актуальность темы. Основными задачами поэтапного развития ВСС РФ на период до 2005 года является создание технической базы информатизации общества, обеспечение органов управления экономикой страны, предприятий, организаций и населения средствами и услугами связи.
Стратегия развития телефонной сети общего пользования предусматривает переход от существующей аналоговой сети к аналого-цифровой и в дальнейшем к полностью цифровой сети связи. Намечено расширение сети на Ю-т-20 миллионов абонентов. Для этого должны быть осуществлены практические меры по реализации программы «Российский народный телефон».
Одним из самых капиталоемких элементов телекоммуникационной системы является сеть абонентских линий. Мтшмизация капитальных вложений при развитии сети.абонентских линий, решение задачи доведения цифровых потоков до абонента, расширение предоставляемого абоненту комплекса услуг связи могут быть достигнуты при применении цифровых систем передачи на абонентских линиях городских и сельских телефонных сетей (ДСП-АЛ).
Это позволит:
повысить эффективность сети за счет задействования свободной монтированной емкости АТС с использованием существующих линий связи;
уменьшить расход телефонного кабеля при строительстве новых линейных сооружений;
предоставить новые технические возможности и дополнительные услуги абонентам;
повысить технико-экономические показатели при развитии ГТС и СТС.
Реализация высоких технико-экономических показателей ЦСП-АЛ обеспечивается при выполнении требования работы с одним участком регенерации (абонент-АТС), независимости параметров ЦСП-АЛ от условий передачи сигналов, обеспечения электромагнитной совместимости аналоговых и цифровых сигналов в общем линейном тракте.
В этой связи задача разработки способов формирования линейных сигналов, практическое применение которых позволит максимизировать длину участка регенерации и выполнить комплекс требований к оборудованию линейного тракта ЦСП-АЛ, становится актуальной.
Вопросам создания ЦСП-АЛ посвящены работы О.Н. Порохова, А.Л. Не-хаева, В.А. Кряжева и ряда зарубежных авторов.
Значительный вклад в разработку и внедрение ЦСП-АЛ на местных сетях ВСС РФ внес И.В. Ситняковский. Под его руководством коллективом ОНИЛ ЦСП СибГАТИ, в составе которого работал автор диссертационной работы,
разработана аппаратура ЦАВУ, предназначенная для уплотнения абонентскі линий ГТС, и намечены пути совершенствования ее параметров.
Целью работы является исследование способов формирования л нейных сигналов, оптимизация их параметров и разработка рекомендаций і применению в ЦСП-АЛ.
Методы исследований. В работе использовались методы ст тистической радиотехники, теории матриц и линейной алгебры. Задачи оптим зации параметров сигналов и кодов ЦСП-АЛ решались методом математическ го моделирования на ЭВМ.
Научная новизна полученных результатов состоит в следу] щем:
-
Разработаны 2-х этапные алгоритмы формирования линейных сигнал ЦСП-АЛ с алфавитными кодами и введением относительных признаков в сигн на втором этапе кодирования.
-
Разработана методика выбора таблиц алфавитных кодов на основе кр терпев: коэффициента трансформации ошибок при декодировании и статисти*; ской устойчивости признаков кодового сигнала.
3. Разработан способ организации статистической цикловой синхрони;
: ции в ЦСП-АЛ с кодом 1В2В, обеспечивающий сохранение информацион»
скорости и сбалансированности линейного сигнала по постоянной составля щей.
-
Показано, что введение относительных признаков на втором этапе код рования позволяет улучшить балансные свойства линейного цифрового сигналі
-
Разработана методика аналитического расчета спектральной плотное мощности (СПМ) сигнально-кодовых конструкций, основанных на 2-х этапн< представлении операции кодирования в линейном тракте ЦСП-АЛ.
Практическая ценность. Полученные в работе результа-могут быть применены при разработке ЦСП-АЛ для городских и сельских тех фонных сетей.
Основные положения диссертационной работы использованы при выполнении НИОКР в соответствии с «Комплексной программой научно-техническої _: прогресса СССР до 2005 года» и «Планом важнейших НИОКР Министерства связи СССР» по созданию ЦСП-АЛ различного назначения. Модификация линейного сигнала 1В2В (МОБС), регенератор относительного биимпульсного сигнала и устройство цикловой синхронизации применяются в аппаратуре ЦАВУ, предназначенной для работы на абонентских линиях ГТС. Оптимизированный вариант линейного цифрового сигнала ЗВ2Т-ОБС использован в ходе проведения ОКР по созданию ЦСП-АЛ с повышенной дальностью связи (аппаратура АУЦА). Предложенные автором технические решения применены
при разработке регенератора сигнала ЗВ2Т-ОБС, реализованного в виде МБИС 1546ХМ4-015.
Разработанные математические модели кодирующих и декодирующих устройств ЦСП-АЛ с алфавитными кодами, программы расчета СПМ линейных сигналов используются в учебном процессе СибГАТИ по курсу «Цифровые системы связи».
Теоретические и методические аспекты диссертационной работы использовались при переподготовке российских и польских специалистов, конструкторских и эксплуатационных предприятий Российской федерации в области цифровых систем передачи информации.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзных научных сессиях НТОРЭС им. А.С. Попова, Всесоюзных и международных научно-технических конференциях. Всего сделано 10 докладов.
Публикации. Основное содержание диссертации, ее результаты и выводы опубликованы в 20 печатных работах и вошли в монографию «Цифровая сельская связь» («Радио и связь», 1994 год). По теме диссертации получено одно авторское свидетельство.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, заключения, четырех разделов, приложений и содержит 218 страниц, в том числе 80 рисунков, 29 таблиц, 1 фотографию, 6 приложений и список литературы из 71 наименования.
Основные результаты, выносимые на защиту:
-
Частотная область максимума СПМ линейного цифрового сигнала, удовлетворяющая комплексу требований к ЦСП-АЛ (электромагнитная совместимость, максимальные длины АЛ, исключение отбора пар по переходному затуханию, отсутствие промежуточных регенераторов и др.), расположена в диапазоне 50 -г- 250 кГц.
-
Выбор кодовых таблиц должен производиться на основе комплексной оптимизации, учитывающей устойчивость признаков кодового сигнала, значение коэффициента трансформации ошибок при декодировании и его инвариантность к изменению статистических характеристик передаваемых сигналов.
-
Сигнально-кодовая конструкция, основанная на сочетании алфавитных кодов класса тВпТ с двухуровневыми относительными сигналами, не требующая скремблирования исходного цифрового сигнала, выделения специального канала синхронизации и защиты от переполюсовки абонентских линий, является наиболее предпочтительной для ЦСП-АЛ.
-
Алгоритм линейного сигнала ЗВ2Т-ОБС, обеспечивающий формирование компактного спектра.
-
Способ организации цикловой синхронизации в ЦСП-АЛ с кодом 1В: без выделения дополнительных временных интервалов и сохранении сбалаж рованности линейного сигнала по постоянной составляющей.
-
Методика аналитического расчета СПМ сигнально-кодовых консгр> ций линейного тракта ЦСП-АЛ, позволяющая минимизировать размерное матриц состояний и переходов между состояниями, а также полученные раечі ные соотношения для анализа СПМ сигналов при произвольной статистике ді ичных сообщений.
