Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 8. Системи синхронізації   /  Тема 8.7. Контрольні запитання та завдання

Зміст:

8.7.1. Контрольні запитання та завдання

  1. Обґрунтуйте необхідність синхронізації на різних етапах обробки сигналу в цифрових системах зв’язку.
  2. Поясніть зміст і принцип функціонування системи тактової мережної синхронізації вигляду ведучий — ведений.
  3. Поясніть зміст і принцип функціонування системи взаємної мережної синхронізації.
  4. Покажіть місце і роль фазової синхронізації при когерентному прийманні цифрових сигналів.
  5. Обґрунтуйте структуру базового контуру ФАПЧ, поясніть призначення його елементів.
  6. Назвіть способи синхронізації частоти і фази опорного коливання у цифрових мережах зв’язку.
  7. Поясніть принцип роботи пристрою ФАПЧ як пристрою фільтрації невідомої фази сигналу.
  8. Обґрунтуйте необхідність відновлення коливання на носійній частоті у системах зв’язку з фазовою модуляцією.
  9. Поясніть сутність відновлення носійної у системах ФАПЧ шляхом піднесення сигналу до квадрата.
  10. Поясніть принцип функціонування синфазно-квадратичної схеми відновлення носійної.
  11. Обґрунтуйте необхідність тактової (символьної) синхронізації у цифрових системах зв’язку.
  12. Поясніть способи формування тактових імпульсів за допомогою вузькосмугового фільтра і системи ФАПЧ.
  13. Поясніть схему приймання вхідного цифрового сигналу в обладнанні комутації.
  14. Поясніть причину виникнення і суть проковзувань під час приймання цифрового сигналу.
  15. Які тактові синхронізатори є розімкненими? Назвіть особливості їх практичної реалізації.
  16. Поясніть принцип функціонування замкнутого тактового (символьного) синхронізатора.
  17. Наведіть різновиди схем ФАПЧ у системах тактової синхронізації, поясніть їх суть.
  18. Поясніть принцип функціонування контуру ФАПЧ у системі тактової синхронізації.
  19. Обґрунтуйте часові характеристики фазової помилки контуру ФАПЧ при східчастій фазовій дії.
  20. Обґрунтуйте часові характеристики фазової помилки контуру ФАПЧ при лінійній фазовій дії.
  21. Поясніть фізичну суть сталої фазової помилки в контурі ФАПЧ.
  22. Поясніть фізичну суть смуги утримання і смуги захоплення контуру ФАПЧ.
  23. Поясніть призначення і суть циклової синхронізації у цифрових системах зв’язку.
  24. Поясніть способи передачі циклового синхросигналу.
  25. Обґрунтуйте архітектуру тактової мережної синхронізації.
  26. Поясніть концепцію побудови інтегрованих систем мережної синхронізації.

Контрольні задачі

Задача 1. Передавач посилає немодульований тон постійній енергії до віддаленого приймача. Приймач і передавач переміщуються один щодо одного так, що d(t) = D[1 – sin(mt)] + D0, де d(t) — відстань між передавачем і приймачем, а D, m і D0 — постійні величини. Такий відносний рух приводить до доплерівського зсуву частоти передавача на вході приймача

де ΔωD(t) — доплерівський зсув частоти; ω0 — номінальна носійна частота; V(t) = d(t) — відносна швидкість руху; c — швидкість світла. Нехай використовується лінеаризоване рівняння контуру ФАПЧ, що має нульове розузгодження за фазою у момент часу t = 0. Покажіть, що контур першого порядку системи ФАПЧ може підтримувати синхронізацію за частотою.

Задача 2. Приймач і передавач пересуваються один щодо одного так, що d(t) = D[1 – sin(mt)] + D0, де d(t) — відстань між передавачем і приймачем, а D, m і D0 — постійні величини. Нехай використовується лінеаризоване рівняння контуру ФАПЧ. Визначте розузгодження за фазою контуру ФАПЧ як функцію часу для фільтра нижніх частот. Покажіть, що правомочність використання рівнянь лінеаризованого контуру залежить від значень коефіцієнта K0.

Задача 3. Покажіть, що ширина смуги контуру ФАПЧ першого порядку записується у вигляді BL = K0/4, де K0 — коефіцієнт посилення контуру.

Задача 4. Контур ФАПЧ першого порядку з посиленням K0 обурюється адитивним білим гаусівським шумом з нормованою двосторонньою спектральною густиною потужності N0/2 Вт/Гц. Визначте необхідне співвідношення між спектральною густиною потужності шуму і коефіцієнтом посилення контуру, якщо проковзування циклу відбувається не частіше одного разу на добу.

Задача 5. Нехай є контур ФАПЧ другого порядку з фільтром нижніх частот:

У процесі примусової синхронізації доцільно, щоб контур сканувався по всій області невизначеності (1000 радіан) за одну секунду. Співвідношення між посиленням контуру і константою фільтра постійне, K0 = 2ω1. Визначте необхідне співвідношення між посиленням контуру і односторонньою спектральною густиною потужності адитивного білого гаусівського шуму N0. Знайдіть максимальне прийнятне значення N0.

Задача 6. Система зв’язку використовується для передачі команд із швидкістю 100 біт/с. Кожна команда передує N-бітовим заголовком, що ідентифікує її в потоці даних. Передбачається, що біти з’являються випадковим чином з імовірністю р(1) = р(0) = 1/2. Визначте мінімальну довжину заголовка, при якій очікувана частота помилкових тривог — одна на рік. Визначте ймовірність пропуску заголовка, якщо ймовірність помилки канального біта дорівнює 10–5.