Nguyên tắc chung của tổ chức thông tin vô tuyến. Phân loại hệ thống truyền dẫn vô tuyến. Hệ thống truyền dẫn vô tuyến
Nguyên tắc chung các tổ chức thông tin vô tuyến. Phân loại hệ thống truyền dẫn vô tuyến
Tập hợp các phương tiện kỹ thuật và môi trường truyền sóng vô tuyến đảm bảo truyền tín hiệu từ nguồn đến máy thu thông tin được gọi là Kênh vô tuyến (kênh truyền thông vô tuyến). Kênh vô tuyến cung cấp liên lạc vô tuyến trong một phương vị hướng được gọi là liên kết vô tuyến.
Sơ đồ khối đơn giản của liên kết vô tuyến đơn kênh được hiển thị trong Hình 2. 2.
Cơm. 2. Sơ đồ khối đường truyền vô tuyến
Liên kết vô tuyến hoạt động như sau. Tin nhắn được truyền đi đi vào một bộ chuyển đổi (micrô, camera truyền hình, máy điện báo hoặc máy fax, v.v.), bộ chuyển đổi này thành tín hiệu điện chính. Thiết bị sau đi vào thiết bị phát sóng vô tuyến của đài phát thanh, bao gồm bộ điều biến (M), bộ tổng hợp tần số sóng mang (MF) và bộ khuếch đại dao động điều chế (UMK). Sử dụng bộ điều biến, một trong các tham số của tần số sóng mang (dao động tần số cao) thay đổi theo quy luật của tín hiệu chính. Sử dụng ăng-ten (A), năng lượng tần số vô tuyến của máy phát được bức xạ vào đường truyền sóng vô tuyến.
Ở đầu thu, sóng vô tuyến tạo ra lực điện động trong ăng-ten thu (A). Bộ thu sóng vô tuyến của đài phát thanh, sử dụng các mạch chọn lọc (SC), lọc tín hiệu khỏi nhiễu và các đài phát thanh khác. Trong máy dò (D), một quá trình xảy ra ngược lại với sự điều chế - tách tín hiệu điện ban đầu khỏi các dao động được điều chế. Tiếp theo, trong bộ chuyển đổi, tín hiệu này được chuyển thành tin nhắn gửi đến thuê bao.
Mạch liên kết vô tuyến được xem xét cung cấp một chiều truyền thông vô tuyến, trong đó việc truyền tin nhắn được thực hiện bởi một trong các đài phát thanh và đài kia hoặc các đài khác chỉ nhận được. Dành cho tổ chức song phương truyền thông vô tuyến, trong đó các đài phát thanh thu và phát, tại mỗi điểm nhất thiết phải có cả máy phát (Per) và máy thu (Pr). Nếu việc truyền và nhận tại mỗi đài vô tuyến được thực hiện luân phiên thì việc liên lạc vô tuyến đó được gọi là đơn giản (Hình 3, a). Thông thường, liên lạc vô tuyến đơn giản được sử dụng khi có các luồng thông tin tương đối nhỏ. Thông tin liên lạc vô tuyến như vậy có thể là tần số đơn (thu và truyền trên cùng một tần số) và tần số kép (thu và truyền trên các tần số khác nhau).
Cơm. 3. Sơ đồ khối tổ chức thông tin vô tuyến điện: a - simplex; b- song công
Liên lạc vô tuyến hai chiều, trong đó liên lạc giữa các đài vô tuyến được thực hiện đồng thời, được gọi là hai mặt (Hình 3, b).
Với liên lạc vô tuyến song công, việc truyền theo hướng này và hướng khác thường được thực hiện trên các tần số sóng mang khác nhau. Điều này được thực hiện sao cho máy thu vô tuyến chỉ nhận được tín hiệu từ máy phát vô tuyến của điểm đối diện và không nhận được tín hiệu từ máy phát vô tuyến của chính nó.
Nếu cần phải liên lạc vô tuyến với số lượng lớn các điểm thì phải tổ chức mạng vô tuyến, đại diện cho một tập hợp các liên kết vô tuyến hoạt động trên một tổng quan cho tất cả các thuê bao, tần số hoặc nhóm tần số. Sơ đồ khối của mạng vô tuyến có độ phức tạp khác nhau
Chi tiết được thể hiện trong hình. 4 cho liên lạc vô tuyến đơn giản và trong hình. 5 cho liên lạc vô tuyến song công hoàn toàn.
Cơm. 4. Mạng vô tuyến dựa trên thông tin vô tuyến đơn giản phức tạp
Cơm. 5. Mạng vô tuyến dựa trên thông tin vô tuyến song công phức tạp
Bản chất hoạt động của mạng vô tuyến như sau. Một đài, được gọi là đài chính (MR), có thể truyền tin nhắn cho cả một và một số đài phụ. Nhà điều hành-điều hành đài vô tuyến GR giám sát trật tự trong mạng vô tuyến và thiết lập thứ tự công việc để truyền đến các đài vô tuyến cấp dưới (SR). Sau này, với sự cho phép thích hợp, có thể trao đổi tin nhắn (thông tin) không chỉ với GR mà còn với nhau. Một tổ chức truyền thông như vậy có thể được triển khai trên cơ sở một đơn giản phức tạp (Hình 2). MỘT), và song công phức tạp (Hình 5). Trong trường hợp đầu tiên, có thể sử dụng các thiết bị vô tuyến thu phát kết hợp và một sóng (tần số) vô tuyến hoạt động chung. Trong trường hợp thứ hai, GR phát trên một tần số và nhận trên nhiều tần số (theo số lượng đài phát thanh cấp dưới). Lưu ý rằng mạng vô tuyến có thể được tổ chức dựa trên đài phát thanh bán song công, trong đó trên một đài phát thanh (thường
main) việc truyền và nhận được thực hiện đồng thời và trên các đài phát thanh khác - luân phiên.
Các trung tâm của các vùng công nghiệp lớn được kết nối bằng đường truyền vô tuyến tới nhiều điểm. Tại sao các máy phát sóng vô tuyến và anten phát lại được đặt ở nơi được gọi là trung tâm phát sóng vô tuyến, và máy thu sóng vô tuyến và ăng-ten thu sóng được đặt trên thu nhận trung tâm phát thanh. Để kết nối các nguồn thông điệp với các máy phát, thu sóng vô tuyến và kiểm soát chất lượng liên lạc vô tuyến tại các thành phố, họ sẽ trang bị Cục phát thanh.
Trên các mạng vô tuyến đường dài, để tăng phạm vi liên lạc, hãy bật tiếp sức trạm(bộ lặp). Sơ đồ khối tổng quát của bộ lặp được hiển thị trong Hình. 6. Đối với các ký hiệu và khái niệm đã biết, một ký hiệu và khái niệm mới được thêm vào đây - trung chuyển đường, đại diện cho một bộ thiết bị truyền năng lượng điện từ từ ăng-ten đến máy thu (R) và từ máy phát (Per) đến ăng-ten, chứa một bộ cấp nguồn và một số phần tử phụ trợ.
Cơm. 6. Sơ đồ khối tổng quát của bộ lặp
Các yêu cầu sau đây được đặt ra trên đường dẫn nguồn: việc truyền tải năng lượng phải được thực hiện với mức tổn thất thấp; bộ cấp nguồn phát không được phát ra và bộ cấp nguồn thu không được nhận các rung động điện từ không liên quan; sự phản xạ trong các đường tạo ra dòng chảy qua phải ở mức tối thiểu; Các loại sóng khác (cao hơn) không được lan truyền.
Trong các hệ thống truyền dẫn vô tuyến hiện đại, sự khác biệt về mức tín hiệu vô tuyến do ăng-ten phát và thu là rất lớn (150 dB trở lên).
Sơ đồ tổ hợp thông tin vô tuyến phục vụ một trung tâm hành chính hoặc kinh tế được thể hiện trong hình. 7. Đây: 1 - trung tâm truyền sóng vô tuyến với các máy phát sóng vô tuyến Per 1, Per 2,....., Per N; 2- trung tâm thu sóng có máy thu sóng vô tuyến Pr 1, Pr 2,..., Pr N; 3 - thành phố được kết nối với các trung tâm vô tuyến bằng cách kết nối các đường dây liên lạc (có dây) 4 và 5. Dọc theo dòng 4 đến trung tâm phát thanh 1 tín hiệu được truyền đến và dọc theo đường dây 5 V. tín hiệu mà trung tâm vô tuyến nhận được sẽ được truyền đến thành phố 2 tín hiệu điều khiển từ xa hoạt động của trung tâm vô tuyến điện và tín hiệu điều khiển từ xa hoạt động của trung tâm vô tuyến điện; tín hiệu điều khiển từ xa các thiết bị được truyền trên cùng một đường truyền. Cục phát thanh 6 được kết nối bằng đường truyền thông tin tới các phòng thiết bị điện báo và quang điện (fax) của trung tâm điện báo 7 và 8 tổng đài điện thoại đường dài 9, cũng như phòng điều khiển phát sóng 10. Phòng điều khiển phát sóng được sử dụng để trao đổi các chương trình phát sóng với các thành phố hoặc quốc gia khác. Phần cứng được kết nối với các nguồn tin nhắn được truyền đi, chẳng hạn như mạng điện báo thuê bao, mạng điện thoại, v.v.
Có nhiều cách phân loại khác nhau về hệ thống truyền dẫn vô tuyến (RTS), tùy thuộc vào đặc điểm cơ bản của chúng. Dưới đây là phân loại RSP theo các đặc điểm quan trọng nhất:
Qua phụ kiện ĐẾN nhiều dịch vụ theo Quy định vô tuyến, RSP được phân biệt đã sửa dịch vụ(liên lạc vô tuyến giữa các điểm cố định), dịch vụ phát sóng (truyền tín hiệu để người dân tiếp nhận trực tiếp), RSP di động dịch vụ (liên lạc vô tuyến giữa các vật thể chuyển động tương đối với nhau);
Cơm. 7. Sơ đồ tổ hợp thông tin vô tuyến điện
Qua mục đích phân biệt quốc tế, chủ yếu, nội vùng, địa phương RSP, quân đội RSP, công nghệ RSP (để phục vụ các phương tiện vận tải đường sắt, đường dây điện, đường ống dẫn dầu và khí đốt, v.v.), không gian RSP (cung cấp liên lạc vô tuyến giữa tàu vũ trụ hoặc giữa các điểm trên trái đất và tàu vũ trụ);
Qua phạm vi đã sử dụng tần số vô tuyến hoặc sóng radio (xem Bảng 1);
Qua tâm trí truyền đi tín hiệu phân biệt RSP tín hiệu tương tự (tín hiệu điện thoại, phát thanh, fax, truyền hình, đo từ xa và điều khiển từ xa), RSP tín hiệu số (điện báo, tín hiệu máy tính) và kết hợp RSP;
Qua đường tách biệt kênh truyền hình (kênh tín hiệu) phân biệt RSP đa kênh Với Tính thường xuyên phân công, tạm thời, giai đoạn Và kết hợp tách kênh; Ngoài ra còn có các RSP đặc biệt có chức năng tách tín hiệu kênh theo hình thức (ví dụ: hệ thống địa chỉ không đồng bộ có phân tách tín hiệu theo địa chỉ mã);
Qua tâm trí tuyến tính tín hiệu phân biệt tương tự, điện tử Và Trộn (hỗn hợp) RSP. Trong RSP tương tự, tín hiệu tương tự được nhận ở đầu vào của kênh vô tuyến (đường trục) và do đó tín hiệu vô tuyến là tín hiệu tương tự; RSP tương tự cũng bao gồm RSP xung, tức là hệ thống điều chế xung (và phân chia thời gian của các kênh); trong RSP kỹ thuật số, tín hiệu số được nhận ở đầu vào của kênh vô tuyến và đường truyền (xem Hình 1); trong các RSP hỗn hợp, tín hiệu tuyến tính bao gồm tín hiệu tuyến tính tương tự và sóng mang phụ được điều chế bằng tín hiệu số;
Qua tâm trí điều chế vận chuyển RSP tương tự được chia thành các hệ thống với Tính thường xuyên, làn đường đơn Và biên độ điều chế, và RSP kỹ thuật số - tới các hệ thống có biên độ, Tính thường xuyên, giai đoạn Và biên độ- giai đoạn thao tác;
Qua vượt qua khả năng phân biệt giữa RSP và bé nhỏ, trung bình Và cao vượt qua khả năng; Giới hạn băng thông được sử dụng phổ biến nhất cho các RSP tương tự và kỹ thuật số khác nhau được đưa ra trong Bảng. 2.
ban 2
“Hoặc kênh truyền hình ảnh truyền hình có một hoặc nhiều kênh truyền hình và truyền âm thanh.
Qua tính cách đã sử dụng thuộc vật chất quá trình V. đường truyền sóng radio phân biệt: hệ thống truyền thông vô tuyến Và phát thanh TRÊN dài, trung bình Và ngắn sóng radio không có bộ lặp; tiếp sức vô tuyến hệ thống chuyển nhượng thẳng hiển thị (RRSP), nơi sóng vô tuyến lan truyền trong tầm nhìn; tầng đối lưu tiếp sức vô tuyến hệ thống chuyển nhượng (TRSP), nơi sử dụng sự lan truyền sóng vô tuyến ở khoảng cách xa trong tầng đối lưu do sự tán xạ và phản xạ của chúng ở vùng thấp hơn của tầng đối lưu với vị trí tương đối của các trạm chuyển tiếp vô tuyến nằm ngoài tầm nhìn; vệ tinh hệ thống chuyển nhượng(SSP), sử dụng sự truyền sóng vô tuyến theo đường thẳng với sự truyền lại của chúng bằng bộ lặp trên vệ tinh Trái đất nhân tạo (AES), nằm trong tầm nhìn vô tuyến của các trạm trái đất mà liên lạc vô tuyến được thực hiện giữa đó; tầng điện ly RSP TRÊN thập phân sóng (sự lan truyền tầm xa của sóng 10 mét do sự phản xạ từ các lớp của tầng điện ly); không gian RSP (sự lan truyền trực tiếp của sóng vô tuyến trong không gian vũ trụ và bầu khí quyển Trái đất); tầng điện ly RSP TRÊN mét sóng (sự lan truyền tầm xa của sóng mét do sự tán xạ của chúng bởi tính không đồng nhất của tầng điện ly), v.v.
Để xây dựng các hệ thống viễn thông đa kênh, được sử dụng rộng rãi nhất là các hệ thống truyền dẫn vệ tinh và chuyển tiếp vô tuyến sử dụng các dải sóng vô tuyến decimet, centimet và milimet. Các hệ thống liên lạc vô tuyến di động hiện đại cho nhiều mục đích khác nhau cũng đang được xây dựng trong phạm vi tương tự. Các hệ thống vô tuyến di động trước đây sử dụng các phần sóng mét rời rạc. Vì vậy, cần phải xem xét đặc điểm lan truyền của các loại sóng vô tuyến này.
Hệ thống truyền dẫn vô tuyến- là hệ thống truyền dẫn trong đó tín hiệu viễn thông được truyền qua sóng vô tuyến trong không gian mở.
Sơ đồ đơn giản nhất thông tin liên lạc vô tuyến được thể hiện trong hình. 73. Để đảm bảo liên lạc vô tuyến một chiều, Máy phát radio Và anten phát, và tại điểm tiếp nhận - Đài phát thanh chứa đựng anten thu và đài phát thanh. Thông điệp được truyền đi đến từ nguồn thông tin dưới dạng âm thanh, văn bản chữ cái, hình ảnh tĩnh trên bộ chuyển đổi (Pr.S), nơi nó được chuyển đổi thành tín hiệu điện tần số thấp. Tùy thuộc vào loại tin nhắn được truyền điđầu dò là một micrô truyền thiết bị điện báo hoặc quang điện, v.v. Tín hiệu sau đó đi đến truyền sóng vô tuyến thiết bị, bao gồm bộ điều biến M , bộ tổng hợp độ tinh khiết sóng mang tầm trung và bộ khuếch đại dao động điều chế UMK. Với sự trợ giúp của bộ điều biến, một trong những tham số của dao động tần số cao sẽ thay đổi theo quy luật của thông điệp được truyền đi. Dao động tần số cao được điều chế ( tin hiệu Radio) được đưa vào anten phát, năng lượng dao động tần số vô tuyến của máy phát sẽ được bức xạ vào đường truyền sóng vô tuyến.
Truyền vô tuyến Thu vô tuyến
thiết bị thiết bị
Cơm. 73. Sơ đồ khối truyền thông vô tuyến
Tại trạm thu, sóng vô tuyến đi qua anten thu sẽ tạo ra một suất điện động xen kẽ trong đó . Đài phát thanh với sự trợ giúp của các mạch chọn lọc (SC), tín hiệu nhiễu từ các đài phát thanh khác sẽ được lọc ra. TRONG máy dò (D) tín hiệu điện ban đầu điều khiển máy phát vô tuyến được cách ly khỏi các dao động được điều chế. Bộ chuyển đổi (Pr.S) chuyển đổi tín hiệu điện thành tin nhắn, đi vào thiết bị tái tạo - loa, máy in trực tiếp, v.v., sau đó thông tin nhận được sẽ đến tay người nhận.
2.10. Nguyên tắc thi công đường dây chuyển tiếp vô tuyến thông tin liên lạc
Trên mạng RF chúng được sử dụng hệ thống khác nhau thông tin liên lạc vô tuyến: đường ngắm chuyển tiếp vô tuyến, tầng đối lưu, sóng thập phân, tầng điện ly, vệ tinh, v.v.
Hệ thống truyền dẫn vô tuyến trong đó tín hiệu viễn thông được truyền bằng các trạm chuyển tiếp mặt đất (Hình 37) được gọi là hệ thống truyền dẫn rơle vô tuyến(RRSP).
Vì truyền thông tiếp sức vô tuyếnỦy ban Cố vấn Vô tuyến Quốc tế (ICRC) đã phân bổ các dải tần số giới hạn 0,4 trong các dải decimet, centimet và milimet; 2; 4; 6; số 8; mười một; 13GHz.
50…70…100 km
Cơm. 74. Xây dựng hệ thống thông tin chuyển tiếp vô tuyến điện
Ở tần số VHF và vi sóng được sử dụng trong các liên doanh vô tuyến tuyến tính, kết nối đáng tin cậy Với cấp thấp chỉ có thể thu được nhiễu trong điều kiện tầm nhìn trực tiếp giữa các ăng-ten phát sóng vô tuyến. Khoảng cách giữa các anten của hệ thống chuyển tiếp vô tuyến phụ thuộc vào kết cấu bề mặt trái đất và chiều cao của anten phía trên nó. Khoảng cách thông thường đạt tới 40...50 km với độ cao của tháp và cột buồm nơi lắp đặt ăng-ten là khoảng 100 m. Trong các phạm vi này thực tế không có nhiễu khí quyển và công nghiệp, không có nhiễu lẫn nhau nhất thời giữa các hệ thống chuyển tiếp vô tuyến trong một quốc gia và Những đất nước khác nhau do không thể truyền sóng vô tuyến tự do trên khoảng cách xa.
Trang 1
Hệ thống truyền dẫn vô tuyến - một hệ thống truyền tải EASC trong đó tín hiệu viễn thông được truyền qua sóng vô tuyến tới không gian mở.
Lớp đầu tiên bao gồm các hệ thống truyền thông tin vô tuyến. Trong các hệ thống này, các tin nhắn được truyền đi đến từ bên ngoài, từ một số nguồn và vai trò của hệ thống vô tuyến là truyền chúng đến người nhận. Tất cả các hệ thống trong lớp này đều bắt đầu bằng bộ chuyển đổi, có nhiệm vụ chuyển đổi các tin nhắn đến thành tín hiệu điện phù hợp nhất để truyền. Ở đầu ra của hệ thống cũng thường có các bộ chuyển đổi tạo ra các thông điệp ở dạng thuận tiện cho người nhận. Nhóm này gồm: Các hệ thống thông tin liên lạc, chỉ huy, đo từ xa, phát sóng, truyền hình và vô tuyến quang điện.
Khi phân tích hiệu quả của hệ thống vô tuyến kỹ thuật số để truyền thông tin từ một bài kiểm tra nhận xét tính toán xác suất còn lại Tăng trưởng, tức là xác suất của những lỗi đó không được phát hiện và sửa chữa do kết quả của nhiều phiên truyền lại. Các giá trị Tăng trưởng và rmax phụ thuộc vào thuộc tính của cả kênh RSPI thuận và ngược cũng như đặc điểm của nhiễu hoạt động trong các kênh này.
Hệ thống truyền dẫn rơle vô tuyến - hệ thống truyền dẫn vô tuyến EASC trong đó tín hiệu viễn thông được truyền bằng các trạm chuyển tiếp mặt đất.
Hệ thống truyền dẫn không gian - hệ thống truyền dẫn vô tuyến EASC sử dụng các trạm không gian, vệ tinh thụ động hoặc các vật thể không gian khác.
Hệ thống truyền sao băng là hệ thống truyền vô tuyến EASC sử dụng sự phản xạ của sóng vô tuyến từ các vệt sao băng bị ion hóa.
Việc xác định thời gian trễ và tần số của tín hiệu vô tuyến là cần thiết trong các hệ thống truyền thông tin vô tuyến để thực hiện theo nhiều cách khác nhauđồng bộ hóa Ví dụ: chất lượng xác định tần số sóng mang đặc trưng cho khả năng thu được điện áp tham chiếu cho máy dò đồng bộ và việc xác định thời gian trễ đặc trưng cho độ chính xác của việc đồng bộ hóa ký hiệu hoặc từ khi nhận tín hiệu từ CMM. Việc đo độ trễ và tần số làm cơ sở cho hoạt động của các hệ thống vô tuyến xác định phạm vi và tốc độ của các vật thể phát xạ khác nhau.
Thông tin được cung cấp trong chuyên khảo có thể hữu ích cho các nhà phát triển mới hệ thống không gianđiều khiển tàu vũ trụ, cũng như sinh viên đại học cơ sở giáo dục trong các chuyên ngành Kỹ thuật vô tuyến và Hệ thống điều khiển và truyền thông tin vô tuyến và các chuyên ngành khác.
Các tín hiệu được sử dụng thực tế trong hệ thống vô tuyến thường có cấu trúc rất phức tạp. Vì vậy, trong hệ thống truyền dẫn thông tin vô tuyến đa kênh, tín hiệu mang con số lớn các thông điệp khác nhau, mỗi thông điệp điều chỉnh sóng mang con của chính nó. Không thể thiết kế đường dẫn liên kết vô tuyến tần số cao nếu không có ý tưởng về cấu trúc của tín hiệu đi qua đường dẫn. Thông thường cần phải đánh giá tính cách chung phổ, vị trí của nó trên trục tần số và dải tần chiếm dụng. Thường thì cũng cần phải biết cấu trúc tinh tế hơn.
Một thông báo đặc biệt xác nhận tính xác thực của thông tin được truyền đi được gọi là trình xác thực. Các chất xác thực như chữ ký và con dấu gắn vào tin nhắn để xác minh tính xác thực của nó là tốt nếu tin nhắn được truyền trên giấy và không thể thay đổi mà không làm hỏng phương tiện. Khi truyền tải một thông điệp bằng các tín hiệu được sử dụng bởi hệ thống vô tuyến điện tử nói chung và hệ thống truyền thông tin vô tuyến nói riêng, việc chỉ gắn một nhóm ký tự vào văn bản chính không thể xác minh tính xác thực của nó một cách đáng tin cậy.
Một lĩnh vực đặc biệt trong lý thuyết về hệ thống vô tuyến (không được đề cập ở đây vì nhiều lý do) là các vấn đề liên quan đến việc chuyển đổi tín hiệu điện thành trường điện từ và ngược lại. Chính ở đây, sự khác biệt giữa các hệ thống vô tuyến trong việc trích xuất và truyền thông tin có ảnh hưởng thường xuyên nhất và ở mức độ mạnh mẽ. Nếu trong các hệ thống truyền thông tin vô tuyến, tuyến đường và ăng-ten chủ yếu xác định tiềm năng năng lượng và bản chất của nhiễu, thì trong các hệ thống truy xuất thông tin, chúng cũng xác định cách điều chế hữu ích của tín hiệu nhận được. Nói một cách đại khái, trong trường hợp đầu tiên thuộc tính thông tin tín hiệu chỉ được xác định bởi cấu trúc thời gian trường điện từ và trong trường hợp thứ hai - không gian thời gian. Các đặc tính của hệ thống ăng-ten ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của toàn bộ hệ thống vô tuyến, vì vậy vấn đề tìm ra cách tốt nhất (tối ưu) để chuyển đổi trường thành tín hiệu là rất quan trọng.
Truyền thông tin bằng cách sử dụng nhiều loại khác nhau tín hiệu vô tuyến luôn dựa trên thực tế là tin nhắn được nhúng trong một số thông số của tín hiệu. Ở đầu nhận của liên kết vô tuyến, thông số này được đo và do đó tin nhắn được truyền được xác định. Vì các liên kết vô tuyến luôn chứa đủ loại nhiễu nên sẽ xảy ra lỗi trong các phép đo, làm sai lệch thông báo. Tùy thuộc vào cách tin nhắn được nhúng vào tín hiệu, nó sẽ bị biến dạng khác nhau do nhiễu. Về vấn đề này, khi thiết kế hệ thống truyền thông tin vô tuyến, câu hỏi đặt ra là phương pháp điều chế tín hiệu thích hợp nhất. Trong các hệ thống vô tuyến có điều chế bên ngoài, cần phải chọn hình dạng của tín hiệu (đầu dò) phát ra.
Trang: 1
Thông tin vô tuyến là một loại hình viễn thông được thực hiện bằng sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến thường được hiểu là sóng điện từ, có tần số trên 30 kHz và dưới 3000 GHz, lan truyền trong môi trường không có môi trường dẫn hướng nhân tạo (đường truyền). Khái niệm tần số vô tuyến có liên quan chặt chẽ với khái niệm sóng vô tuyến, tức là tần số sóng vô tuyến.
Tốc độ truyền sóng điện từ trong mọi môi trường đều bằng
trong đó c là tốc độ truyền ánh sáng trong chân không; ε- điện môi, μ - tính thấm từ của môi trường. Cho không khí μ ≈ ε ≈ 1, và tốc độ truyền sóng điện từ gần bằng tốc độ ánh sáng trong chân không, tức là v≈ 3 · 10 8 m/s.
Sóng điện từđược tạo ra bởi một nguồn EMF biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T. Nếu tại một thời điểm nào đó trường điện từ (EMF) có giá trị cực đại thì nó sẽ có giá trị không đổi sau thời gian T. Trong thời gian này EMF sẽ di chuyển một quãng đường
Khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm trong không gian mà trường có cùng giá trị, được gọi là bước sóng. Bước sóng phụ thuộc vào tốc độ truyền của nó và
khoảng thời gian TEDS truyền trường này. Vì tần số hiện tại là f = 1/T nên bước sóng
Bước sóng λ có liên quan đến tần số dao động f bởi mối quan hệ đã biết
Phổ tần số vô tuyến điện là vùng tần số bị sóng vô tuyến chiếm giữ. Dải tần số - vùng tần số bị giới hạn bởi giới hạn dưới và giới hạn trên. Dải tần số - dải tần được gán tên thông thường.
Theo Quy định vô tuyến, toàn bộ phổ tần số vô tuyến được chia thành 12 dải, được xác định là các vùng tần số vô tuyến bằng (0,3...3) x 10N Hz, trong đó N là số dải. Đối với mục đích liên lạc vô tuyến, chín băng tần được sử dụng và do đó N = 4...12.
Phạm vi sóng vô tuyến là một phần liên tục nhất định của độ dài sóng vô tuyến, được gán tên số liệu thông thường. Mỗi dải sóng vô tuyến tương ứng với một dải tần số vô tuyến cụ thể.
Việc phân loại các dải tần số vô tuyến hoặc sóng vô tuyến được đưa ra trong bảng. 1.1. Sự phân loại này chủ yếu liên quan đến đặc điểm lan truyền sóng vô tuyến và cách sử dụng chúng.
Ngoài ra, các khái niệm sau được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thông tin vô tuyến: phạm vi hoạt động dải tần vô tuyến tần số mà đài phát thanh hoạt động; lưới tần số vô tuyến điện hoạt động (lưới tần số) - nhiều người theo dõi khoảng thời gian quy định tần số vô tuyến điện làm việc; cao độ lưới của tần số vô tuyến đang hoạt động (bước lưới tần số) - sự khác biệt giữa các giá trị rời rạc liền kề của tần số hoạt động có trong lưới của chúng; Trạm phát thanh - một hoặc nhiều máy phát và máy thu hoặc sự kết hợp của chúng (bao gồm cả thiết bị phụ trợ) cần thiết cho liên lạc vô tuyến; băng tần vô tuyến được chỉ định - băng tần mà đài phát thanh được phép phát ra; kênh làm việc - dải tần được sử dụng để truyền thông tin (tin nhắn); giao tần số vô tuyến - tần số, tương ứng với phần giữa dải tần được phân bổ cho đài phát thanh; tần số vô tuyến hoạt động - tần số dành cho liên lạc vô tuyến của đài phát thanh.
Bảng 1.1
Phân loại dải tần số vô tuyến điện hoặc sóng vô tuyến điện
| Số phạm vi | Dải bước sóng | Dải tần số |
||
| Tên | Tên | |||
| Myriameter hoặc sóng siêu dài (VLW) | Tần số rất thấp (VLF) | |||
| Cây số hoặc sóng dài (LW) | Tần số thấp(LF) | 30... 300 kHz |
||
| Hectometric hoặc sóng trung bình (SW) | Tần số trung bình (MF) | 300... 3000 kHz |
||
| Decamet hoặc sóng ngắn(KB) | Tần số cao (HF) | |||
| Máy đo hoặc sóng siêu ngắn (VHF) | Rất tần số cao(VHF) | 30... 300 MHz |
||
| Sóng Decimét (UHF) | Tần số cực cao (UHF) | 300... 3000 MHz |
||
| Lò vi sóng | Tần số siêu cao (vi sóng) | |||
| Sóng milimet | Tần số cực cao (EHF) | 30... 300GHz |
||
| Sóng thập phân | Tần số siêu cao (HHF) | 300... 3000GHz |
||
Để giới thiệu các khái niệm và định nghĩa khác, cần xem xét sơ đồ khối tổng quát của hệ thống truyền dẫn vô tuyến (RTS). Dưới hệ thống truyền dẫn vô tuyếnđược hiểu là tổng thể phương tiện kỹ thuật, cung cấp sự hình thành các kênh và đường dẫn tiêu chuẩn, cũng như các đường dẫn tuyến tính dọc theo đó tín hiệu viễn thông được truyền qua sóng vô tuyến trong không gian mở. Vì phần lớn RSP là đa kênh nên chúng tôi trình bày sơ đồ khối tổng quát của RSP đa kênh (Hình 1.1), trong đó áp dụng các ký hiệu sau:
KGO - thiết bị nhóm và tạo kênh cung cấp sự hình thành tín hiệu của các kênh và đường dẫn tiêu chuẩn từ một tập hợp các tín hiệu viễn thông chính được truyền ở đầu phát và chuyển đổi ngược tín hiệu của các kênh và đường dẫn tiêu chuẩn thành một tập hợp các tín hiệu chính ở đầu nhận.
SP - đường dây kết nối cung cấp kết nối của thiết bị tạo kênh và nhóm đến trung tâm phân phối trong trường hợp lãnh thổ của chúng ở xa.
Cơm. 1.1. tổng quát sơ đồ cấu trúc hệ thống liên lạc vô tuyến đa kênh
Để tạo ra tín hiệu vô tuyến và truyền nó đi khoảng cách xa bằng sóng vô tuyến, nhiều hệ thống liên lạc vô tuyến khác nhau được sử dụng. Hệ thống liên lạc vô tuyến là một tổ hợp thiết bị vô tuyến và các phương tiện kỹ thuật khác được thiết kế để tổ chức liên lạc vô tuyến trong một dải tần nhất định bằng cách sử dụng một cơ chế truyền sóng vô tuyến cụ thể. Cùng với môi trường (đường dẫn) truyền sóng vô tuyến, hệ thống thông tin vô tuyến hình thành đường dẫn tuyến tính hoặc một đường trục bao gồm thiết bị đầu cuối đường trục (TEE) và một đường trục vô tuyến.
OOSper là thiết bị đầu cuối của đường trục của đầu phát, nơi tạo ra tín hiệu tuyến tính, bao gồm tín hiệu nhóm thông tin và các tín hiệu phụ trợ (tín hiệu liên lạc dịch vụ, tín hiệu giám sát hiệu suất của thiết bị RSP, v.v.), điều chế tốc độ cao -dao động tần số.
PCT là kênh vô tuyến có mục đích truyền tín hiệu vô tuyến đã điều chế qua khoảng cách bằng sóng vô tuyến. Một kênh vô tuyến được gọi là đơn giản nếu nó chỉ bao gồm hai trạm đầu cuối và một đường truyền sóng vô tuyến và hỗn hợp nếu, ngoài hai đài vô tuyến đầu cuối, nó còn chứa một hoặc nhiều trạm chuyển tiếp cung cấp khả năng thu, chuyển đổi, khuếch đại hoặc tái tạo và truyền lại của tín hiệu vô tuyến. Nhu cầu sử dụng các kênh vô tuyến tổng hợp là do một số yếu tố, trong đó chủ yếu là độ dài của đường truyền vô tuyến, thông lượng và cơ chế lan truyền sóng vô tuyến. OOSpr là thiết bị đầu cuối của đường trục cuối thu, trong đó các phép biến đổi nghịch đảo được thực hiện: giải điều chế tín hiệu vô tuyến tần số cao, chọn tín hiệu nhóm (đa kênh) và tín hiệu dịch vụ phụ trợ.
Máy thu sóng vô tuyến,
Tất cả các hệ thống vô tuyến được phân loại thành các nhóm sau:
1. Hệ thống truyền dẫn thông tin vô tuyến
2. Hệ thống vô tuyến để trích xuất thông tin (khi thông tin không được truyền đi mà được trích xuất từ tín hiệu phản xạ từ một vật thể, ví dụ, phản xạ từ một vật thể)
3. Hệ thống vô tuyến hủy thông tin (hệ thống vô tuyến này phải có máy thu)
Hệ thống truyền thông tin vô tuyến (RTIS)
Nguồn tin nhắn tạo ra tín hiệu x(t) - đây có thể là một quá trình thời gian hoặc một đại lượng vectơ. Thông báo này được mã hóa (điều chế) và sử dụng máy phát và ăng-ten, phát qua kênh vô tuyến. Người nhận bắt được tin nhắn, xử lý, giải mã (phát hiện) và truyền tin nhắn đến người nhận. Lý tưởng nhất là sự dao động ở đầu ra bộ giải mã tỷ lệ thuận với thông điệp x(t):
Ở đâu VỚI- hệ số không đổi.
Nguồn của tin nhắn, các bộ phận truyền và nhận của hệ thống vô tuyến được tách biệt về mặt không gian, điều này đặt ra một số điều kiện nhất định đối với hoạt động của máy thu. Trong hệ thống vô tuyến này, ngoài tín hiệu hữu ích, còn có nhiễu có thể ảnh hưởng đến bộ mã hóa, máy phát, kênh vô tuyến và máy thu. Bất kỳ sự can thiệp nào cũng sẽ làm biến dạng cả tín hiệu và tin nhắn.
Vấn đề nảy sinh: cần phải tìm một cấu trúc máy thu tối ưu để sao chép thông điệp cách tốt nhất khi có tín hiệu và nhiễu ở đầu vào.
Đặc điểm chính của hệ thống truyền thông tin vô tuyến: máy phát và máy thu được tách biệt về mặt không gian.
Ví dụ về RSPI: hệ thống chuyển tiếp vô tuyến, hệ thống đo từ xa vô tuyến.
Hệ thống truy xuất thông tin vô tuyến (RSIS)
Khi tín hiệu vô tuyến do máy phát phát tới một vật thể do sự truyền sóng điện từ sẽ bị phản xạ một phần và thông tin về các thông số của vật thể này xuất hiện trong tín hiệu.
Ví dụ về RSII: hệ thống radar (radar) và dẫn đường vô tuyến (RNS).
Nếu máy thu và máy phát được kết hợp về mặt không gian thì đây là trường hợp của radar định vị. Phương pháp xây dựng này mang lại lợi ích tuyệt vời cho radar. Nếu máy thu và máy phát tách biệt về mặt không gian thì đây là radar lưỡng tĩnh.
Hệ thống hủy thông tin vô tuyến (RSIS)
Nhiệm vụ của bộ phận phát RSRI là tạo ra tín hiệu và truyền qua kênh vô tuyến đến PRM nhằm “hủy” thông báo hữu ích x(t) trong tín hiệu ở đầu ra bộ giải điều chế y(t).
1. Đặc điểm và thông số chính
thiết bị thu sóng vô tuyến (RPrU)
Tất cả các RPRU khác nhau ở Dải tần số hoạt động của hệ thống vô tuyến.
RPRU bao gồm: bản thân máy thu, thiết bị đầu cuối (tải) và nguồn điện.
Phân loại: 1) Khuếch đại trực tiếp RPRU;
2) RPRU thuộc loại siêu dị âm.
1.1. Khuếch đại trực tiếp RPRU
Thuận lợi: Sự đơn giản.
Sai sót: Chất lượng thấp tín hiệu được sao chép, phạm vi tiếp nhận hạn chế, v.v.
 |
1.2. Loại siêu dị RPR
Thuận lợi; một bộ chuyển đổi tần số được sử dụng, do đó việc khuếch đại chính xảy ra ở tần số trung gian, độ nhạy cao, khả năng chống nhiễu, biến dạng tuyến tính và phi tuyến thấp.
Một loạt các RPRU loại dị vòng được homodyne (đồng bộ) RPRU. Trong các máy thu này, tần số dao động cục bộ bằng tần số sóng mang tín hiệu đầu vào. Kết quả là, các máy thu như vậy kết hợp các hoạt động của quá trình dị hóa và giải điều chế tín hiệu.
Theo cấu trúc xây dựng, RPRU được chia thành analog, analog-digital và digital.
1.3. Đặc điểm chính của RPRU
1. Nhạy cảm- Khả năng chấp nhận của PRM tín hiệu yếu khi có sự can thiệp từ bên ngoài. Định lượng- đây là công suất tín hiệu tối thiểu ở đầu vào PRM, tại đó tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm được chỉ định được đảm bảo ở đầu ra của phần tuyến tính của máy thu.
2. Khả năng chống ồn- khả năng của máy thu đảm bảo thu được tín hiệu với độ tin cậy nhất định tại phương pháp đã biết truyền tín hiệu và sự hiện diện của nhiễu trên đường dẫn.
3. Tính chọn lọc. Trước hết, đây là tính chọn lọc tần số - khả năng của máy thu để chọn tin nhắn hữu ích trong một dải tần nhất định và làm giảm tác động của các tín hiệu bên ngoài dải tần này.
Tính chọn lọc được chia thành: tính chọn lọc kênh phản chiếu, tính chọn lọc kênh trực tiếp(các loại độ chọn lọc này được cung cấp bởi bộ chọn trước RPR), độ chọn lọc trên kênh lân cận (do UPC cung cấp).
4. Dải động - được xác định bởi đặc tính biên độ của máy thu.
Biến dạng tần số. Biến dạng pha.
 |
Biến dạng phi tuyến được xác định bởi tính phi tuyến của đặc tính biên độ của máy thu và được ước tính bằng giá trị:
6. Tương thích điện từ - khả năng hoạt động của bộ điều khiển vô tuyến có tính đến tác động lẫn nhau của các hệ thống vô tuyến khác nhau gần đó.
2. Các loại tín hiệu và nhiễu chính
Tất cả các tín hiệu được chia thành băng thông hẹp và băng thông rộng:
Đối với tín hiệu băng hẹp, điều kiện sau là đúng: - trong đó Df với- ban nhạc,
f 0- tần số sóng mang.
Đối với băng thông rộng, điều kiện sau được áp dụng:
Tín hiệu băng hẹp có thể được biểu diễn dưới dạng:
Ở đâu U0(t)- phản ánh quy luật điều chế biên độ;
j(t)- điều chế góc; j 0- giai đoạn đầu.
Tất cả các tín hiệu có thể là ngẫu nhiên hoặc xác định.
Nếu hàm điều chế là ngẫu nhiên thì tín hiệu là ngẫu nhiên.
Tất cả tiếng ồn và nhiễu có thể được chia thành bên trong và bên ngoài. Nguyên nhân gây nhiễu bên trong là do chính thiết bị thu, thường là nhiễu bên trong của RPR.
Nhiễu bên ngoài là hiện tượng tồn tại trong đường truyền sóng vô tuyến.
TRONG trường hợp chung Có sự trộn lẫn giữa tín hiệu và nhiễu ở đầu vào RPR:
y(t) = U c (t)Ä U П (t)
Sự can thiệp được chia thành ba loại:
1. phụ gia(hỗn hợp đầu vào là tổng):
2. nhân(phép nhân):
Nhiễu nhân lên tự điều chỉnh tín hiệu:
Đường bao tín hiệu phức tạp: 
Đường bao nhiễu phức tạp: 
3.Tiếng ồn cộng và nhân
Theo tính chất tạm thời của chúng, các can thiệp được chia thành: liên tục, rời rạc Và xung. Có thể có sự can thiệp băng thông hẹp Và băng thông rộng.
