Особенности передачи сигналов.

 

Запаздывание сигнала.

Большая протяженность линии связи между земными станциями и ретранслятором, находящимся на борту ИСЗ, приводит к запаздыванию сигналов:

 

[64],

 

где - протяженность линии связи от ЗС, находящейся в точке а, через ИСЗ до ЗС, находящейся в точке б; с=3*10⁸ м/с – скорость света; Н – расстояние от спутника до поверхности Земли. При Н=36 000 км величина запаздывания составит приблизительно 250 мс. Запаздывание сигнала при передаче дуплексных телефонных разговоров приводит к появлению вынужденных пауз в разговоре, потере “контакта” между абонентами.

Эхосигналы.

Запаздывание сигналов приводит к появлению заметных для абонентов эхосигналов, возникающих при переходе с четырёхпроводных цепей связи на двухпроводные, из-за не идеальности дифференциальных систем. Эхосигналы появляются в виде прослушивания абонентом своего разговора, задержанного на время, равному удвоенному времени распространения сигнала между абонентами. С учётом формулы [64]:

 

[65].

 

Особенно заметны эхосигналы при больших значениях t_эха. Для систем связи, использующих спутники, движущиеся по сорбитам Н≈36 000 км t_эха≈500 мс. В этих случаях следует обеспечить затухание эхосигналов до величины, равной примерно 60 дБ относительно уровня полезного сигнала. Необходимое затухание эхосигналов осуществляется с помощью эхо заградителей. Эхо заградитель включается в двухпроводные цепи после дифференциальной системы (ДС) и состоит из усилителя (У), при появлении на входе которого разговорных токов срабатывает ключ (К). в результате этого тракт передачи запирается – в него вводится значительное затухание (элемент а). Этим осуществляется подавление эхосигнала. Усилитель регулируется так, чтобы шумы в тракте приёма, появляющиеся в отсутствие разговорных токов, не приводили к срабатыванию К.

Для устранения ложных срабатываний при увеличении уровня шумов в тракте приёма в схемы эхо заградителей вводят распознающее устройство (РУ), которое позволяет различать речевые сигналы и шумы.

 

 

Рис. 37. Функциональная схема эхозаградителя.

Рис. 38. Функциональная схема эхозаградителя с распознающим устройством.

 

При наличии в тракте приёма разговорных токов с помощью РУ и управляемого усилителя (УУ) тракт передачи запирается. Принцип работы РУ состоит в том, что если спектр речевого сигнала разделить на три – пять равных частотных полос, то средние мощности речевого сигнала в этих полосах не будут равны между собой, поскольку для речи спектральная плотность в различных участках спектра неодинакова. В противоположность этому флуктуационный шум имеет равномерную спектральную плотность, и поэтому средние.

Таким образом, разделив спектр с помощью фильтров и сравнив между собой мощности на выходе этих фильтров, можно отличить речевые сигналы от флуктуационных шумов.

Эффект Доплера.

Одной из особенностей систем связи через ИСЗ является возникновение эффекта Доплера, вызываемого движением спутника относительно ЗС. Обозначим через U_r ту компоненту скорости движения ИСЗ, которая совпадает с линией радиосвязи ИСЗ – ЗС и условимся считать величину U_r отрицательной в случае уменьшения расстояния между ИСЗ и ЗС и положительной при увеличении этого расстояния. Известно, что при движении источника сигнала со скоростью ± U_r частота принимаемых колебаний ƒ связана с частотой излучаемых колебаний ƒ₀ соотношением:

 

ƒ = ƒ₀ / (1± U_r / с) [66], с – скорость света.

 

Обычно всегда выполняется условие U_r / с << 1, поэтому при движении источника сигнала в сторону приемника ƒ = ƒ₀ / (1 U_r / с) [67]. Отсюда изменение частоты, вызванное эффектом Доплера:

δƒ₀ = ƒ - ƒ₀ = ƒ₀ U_r / с [68]

 

Из этого выражения видно, что эффект Доплера приводит не только к изменению частоты излучаемых колебаний, а следовательно, и несущей частоты, но и вызывает деформацию спектра передаваемого сообщения.