Современные информационные технологии/ 1. Компьютерная инженерия

Д.т.н. Корниенко В.И., Петруша А.П.

Национальный горный университет, Украина

Многоканальное ВЕЙВЛЕТ трансмультиплексирование сигналов

Задача передачи сигналов, пересекающихся во временной и частотной областях, по одному каналу связи является нетривиальной. Одним из путей решения этой задачи является использование время-частотного вейвлет преобразования.

Рассмотрим вейвлет трансмультиплексирование (ВТМ) сигналов с помощью модели (рис. 1) в среде Matlab.

Рис. 1. Модель вейвлет трансмультиплексора

Данная имитационная модель иллюстрирует высокую эффективность ВТМ с дискретным вейвлет-преобразованием (ВВП) к восстановлению независимых комбинированных сигналов, передаваемых по одной линии связи.

Этот ВTM объединяет (обратное ВВП) три исходных сигнала для передачи по одной линии связи, а затем разделяет (прямое ВВП) эти сигналы на приемной стороне с помощью банков вейвлет-фильтров синтеза и анализа.

Эта модель демонстрирует трехканальный трансмультиплексор, но метод может быть расширен к произвольному количеству каналов. Следует отметить, что полная скорость передачи данных ограничена частотой Найквиста канала связ.

Действие ВTM аналогично в некотором смысле частотному мультиплексору (FDM). В FDM входные сигналы фильтруются по своим полосам частот и модулируются в соседней частотные группы, а затем передаются по одному каналу связи.

На приемной стороне переданный групповой сигнал фильтруется для выделения соседних частотных каналов, сигналы которых затем демодулируются. При этом фильтры должны иметь большую крутизну характеристик, чтобы уменьшить межканальную интерференцию.

В ВTM фильтрация заключается в выполнении синтеза группового сигнала с помощью вейвлет фильтра и интерполяции с помощью обратного ДВП, что эквивалентно частотной модуляции.

Использование ортогональных базовых вейвлет позволяет значительно снизить требования к характеристикам вейвлет фильтров по сравнению с фильтрами в FDM.

Таким образом, достоинство ВTM по сравнению с частотным разделением каналов заключается, во-первых, в более эффективном использовании полосы частот (нет необходимости выделять для каждого сигнала отдельный частотный канал с запасом по частоте) и, во-вторых, в меньших вычислительных затратах на реализацию.

При этом ошибки восстановления сигналов на приемной стороне имеют порядок 10^-11 (рис. 2).

а б

в

Рис. 2. Графики сигналов на входе и выходе ВТМ, а также ошибки их восстановления