Nguyên tắc chung của tổ chức thông tin vô tuyến. Phân loại hệ thống truyền dẫn vô tuyến. Hệ thống truyền thông tin vô tuyến
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 |
||
| Thập phân 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... 300 GHz |
||
| Sóng thập phân | Tần số siêu cao (HHF) | 300... 3000 GHz |
||
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 tới 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 tạo thành một đường hoặc đường trục tuyến tính, bao gồm thiết bị đầu cuối đường trục (BTE) và 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 yếu tố chính là độ dài của liên kết vô tuyến, dung lượng và cơ chế 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.
Trang 1
Hệ thống truyền dẫn vô tuyến - hệ thống truyền dẫn EASC trong đó tín hiệu viễn thông được truyền qua sóng vô tuyến trong 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 tính hiệu quả của hệ thống truyền thông tin vô tuyến kỹ thuật số với phản hồi thử nghiệm, xác suất còn lại Tăng trưởng được tính toán, 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 của 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
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 điện đảm bảo cho việc 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 chênh lệch 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.
Sách giáo khoa đại học / Ed. I.B. Fedorov và V.V. Kalmykova
tái bản lần thứ 2, khuôn mẫu.
Ấn bản đầu tiên được xuất bản vào năm 2005.
2015 G.
Lưu hành 300 bản.
Định dạng 60x90/16 (145x215mm)
Phiên bản: bìa mềm
ISBN 978-5-9912-0506-1
BBK 32.884
UDC 621.372.88
Kền kền UMO
Được UMO khuyến nghị cho giáo dục trong lĩnh vực kỹ thuật vô tuyến, điện tử, công nghệ y sinh và tự động hóa dụng cụ trợ giảng dành cho sinh viên các cơ sở giáo dục đại học đang học chuyên ngành “Hệ thống vô tuyến điện tử” theo hướng “Kỹ thuật vô tuyến”
chú thích
Lý thuyết cơ bản và nguyên tắc xây dựng hệ thống truyền tải được xem xét thông tin rời rạc, thông điệp và mô hình kênh, cơ bản đặc điểm thông tin, các vấn đề về lựa chọn tín hiệu và phương pháp xử lý chúng trong các hệ thống truyền thông điệp rời rạc. Khả năng chống ồn được phân tích, các hướng chính để tăng hiệu quả của hệ thống truyền thông tin kỹ thuật vô tuyến được nêu bật, các vấn đề chung thiết kế và thực hiện của họ.
Đối với sinh viên chuyên ngành kỹ thuật vô tuyến và thông tin liên lạc, nó có thể được sử dụng bởi các chuyên gia trong lĩnh vực xây dựng hệ thống truyền thông tin kỹ thuật vô tuyến.
Lời nói đầu
Chương 1. THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN VÔ TUYẾN
1.1. Vai trò và tầm quan trọng của hệ thống truyền thông tin vô tuyến Sơ lược lịch sử phát triển ngắn gọn của hệ thống truyền thông tin
1.2. Thông tin, tin nhắn, tín hiệu
1.3. Sơ đồ khối tổng quát. Các hệ thống con chính
1.4. Phân loại hệ thống truyền tải thông tin
1.5. Các đặc điểm chính
Chương 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỆN VÀ CHUYỂN ĐỔI TIN NHẮN, TÍN HIỆU, NHIỄU
2.1. Mô hình toán học tin nhắn
2.2. Biểu diễn vector của thông điệp và tín hiệu
2.3. Sự rời rạc hóa các thông điệp liên tục có tính đến các đặc điểm và cách thực sự sự hồi phục
2.4. Chuyển đổi tin nhắn liên tục sang dạng kỹ thuật số
Chương 3. KÊNH TRUYỀN THÔNG
3.1. Thông tin chung
3.2. Biến dạng tín hiệu trong các kênh liên tục
3.3. Can thiệp vào các kênh truyền thông
3.4. Mô hình toán học của kênh
Chương 4. ĐẶC ĐIỂM THÔNG TIN
4.1. Nhiệm vụ chính của lý thuyết thông tin
4.2. Lượng thông tin trong các thông điệp rời rạc Entropy của nguồn các thông điệp rời rạc
4.3. Sự dư thừa của tin nhắn. Mã hóa nền kinh tế
4.4. Băng thông các kênh rời rạc có nhiễu
4.5. Thông tin lẫn nhau trong các tin nhắn liên tục. Entropy vi phân. Epsilon-entropy
4.6. Thông lượng của các kênh liên tục có nhiễu phụ
4.7. Định lý mã hóa cho kênh nhiễu
Chương 5. TRUYỀN VÀ NHẬN TIN NHẮN RIÊNG BIỆT TRÊN KÊNH CÓ THAM SỐ KHÔNG BẰNG
5.1. Phát biểu bài toán tổng hợp bộ phân biệt tín hiệu tối ưu dựa trên lý thuyết giải thống kê
5.2. Hệ thống truyền dẫn xử lý tín hiệu mạch lạc
5.3. Hệ thống truyền dẫn xử lý tín hiệu không kết hợp
5.4. Hệ thống truyền điều chế pha
Chương 6. TRUYỀN VÀ NHẬN TIN NHẮN RIÊNG BIỆT TRÊN KÊNH CÓ THAM SỐ NGẪU NHIÊN
6.1. Khả năng chống nhiễu và độ tin cậy của việc thu tín hiệu đơn trong các kênh mờ dần
6.2. Tiếp nhận tín hiệu trong các kênh Fading
6.3. Cách sử dụng tín hiệu phức tạp trong các kênh có đa đường
6.4. Hệ thống vô tuyến thích ứng để truyền thông tin qua các kênh có nhiễu “không trắng”
Chương 7. MÃ HÓA CHỐNG ỒN. MÃ KÊNH RIÊNG BIỆT
7.1. Nguyên tắc xây dựng mã hiệu chỉnh
7.2. Phân loại mã
7.3. Đặc điểm chính và tính chất hiệu chỉnh của mã khối
7.4. Chặn mã. Xây dựng codec
7.5. Mã chập
7.6. Sử dụng mã trong hệ thống vòng kín
7.7. Cấu trúc mã tín hiệu
7.8. Tiếp nhận tín hiệu được mã hóa nói chung
Chương 8. TÍN HIỆU GIỐNG NHIỀU BAN RỘNG TRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN
8.1. Đặc điểm chính và phân loại
8.2. Khả năng chống ồn của hệ thống vô tuyến có tín hiệu giống nhiễu băng thông rộng
8.3. Chuỗi mã giả ngẫu nhiên
8.4. Công dụng thực tế ShPS trong hệ thống thông tin liên lạc và điều khiển
Chương 9. HỆ THỐNG ĐA ĐỊA CHỈ
9.1. Nguyên tắc đa truy cập
9.2. Hệ thống chia sẻ thời gian
9.3. Hệ thống phân chia tần số
9.4. Hệ thống địa chỉ không đồng bộ
Chương 10. ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN TRUYỀN THÔNG TIN RẰNG
10.1. Nguyên lý cấu tạo và đặc điểm chính của hệ thống đồng bộ
10.2. Ảnh hưởng của độ chính xác của ước lượng tham số đồng bộ đến chất lượng vận hành hệ thống
10.3. Đồng bộ hóa pha
10.4. Đồng bộ hóa đồng hồ
10,5. Đồng bộ hóa chu kỳ
10.6. Đồng bộ hóa khung
10.7. Đồng bộ hóa trong hệ thống với tín hiệu băng rộng
Chương 11. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 291
11.1. Định nghĩa cơ bản. Thành phần và mục đích của hệ thống Truyền thông vệ tinh 1
11.2. Quỹ đạo vệ tinh và khu vực dịch vụ của hệ thống thông tin vệ tinh
11.3. Kỹ thuật đa truy cập và tách tín hiệu
11.4. Năng lượng đường truyền vệ tinh
11.5. Tổ hợp chuyển tiếp trên tàu của các vệ tinh liên lạc
11.6. Trạm vệ tinh mặt đất
11.7. Mạng lưới trạm VSAT
11.8. Hệ thống dịch vụ vệ tinh di động cá nhân
11.9. Xu hướng phát triển thông tin vệ tinh trong việc phát triển các hệ thống mới
11.10. Đặc điểm chung của cái mới hệ thống vệ tinh kết nối và triển vọng phát triển
Chương 12. HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG DI ĐỘNG DI ĐỘNG
12.1. đặc điểm chung
12.2. Các giai đoạn phát triển hệ thống thông tin di động
12.3. Nguyên tắc hoạt động hệ thống di động Truyền thông di động
12.4. Chống lại ảnh hưởng của việc truyền đa đường trong hệ thống thông tin di động
12.5. Hệ thống di động di động tương tự
12.6. Hệ thống kỹ thuật số thông tin di động di động
12.7. Hệ thống di động di động CDMA
12.8. Điện thoại vô tuyến di động
12.9. Các phương pháp cơ bản để phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba
Phần kết luận
Thư mục
Hệ thống truyền video vô tuyến có thể được sử dụng bởi nhiều bộ phận khác nhau, nhưng ở mức độ lớn hơn, chúng cần thiết cho các cơ quan an ninh công cộng. Giám sát video và tài liệu là một trong những những cách quan trọng nhận được thông tin hoạt động cho các cơ quan thực thi pháp luật. Hệ thống giám sát video truyền thông tin qua kênh vô tuyến ở cấu hình đơn giản nhất là sự kết hợp giữa thiết bị truyền và nhận với thiết bị ghi tài liệu.
Hình ảnh nhận được đi kèm với thông tin âm thanh thu được bằng micrô được lắp cùng với máy quay video. Có thể có một tùy chọn trong đó một số máy phát được chuyển tuần tự sang một thiết bị thu, v.v.
1. Được biết, việc trang bị cho thành phố London hệ thống giám sát video toàn cầu đã giúp giải quyết một số tội phạm nghiêm trọng.
Có thể truyền thông tin video và âm thanh qua mạng cáp và qua kênh vô tuyến. Rõ ràng là việc xây dựng một hệ thống giám sát video toàn cầu chỉ dựa trên mạng cáp sẽ hạn chế khả năng của nó.
Ưu điểm của việc chuyển từ truyền hình ảnh analog sang truyền hình ảnh kỹ thuật số như sau:
chất lượng thông tin được truyền đi được cải thiện;
dải tần cần thiết để truyền một kênh bị thu hẹp;
cung cấp khả năng thu được hình ảnh trong một phương tiện đang di chuyển;
phạm vi truyền hình ảnh tăng lên với cùng công suất máy phát;
cung cấp điều khiển từ xa tốc độ truyền từ phía nhận, đảm bảo truyền chất lượng cao cả ảnh động và ảnh tĩnh (ảnh);
có khả năng truyền tải thông tin âm thanh kỹ thuật số với chất lượng cao;
bảo vệ chống lại việc chặn hình ảnh và âm thanh trái phép được đảm bảo;
Về phía nhận kênh vô tuyến, khả năng xử lý lặp lại tín hiệu hình ảnh và âm thanh mà không làm giảm chất lượng sẽ mở ra.
Chúng ta hãy liệt kê các yêu cầu mà chúng ta sẽ dựa vào hơn nữa khi phân tích và lựa chọn các phương pháp mã hóa chống nhiễu cho hệ thống truyền video vô tuyến:
Xác suất xảy ra lỗi trên mỗi bit thông tin Rosh phải nhỏ hơn 10 (với các giá trị Posh như vậy, chất lượng yêu cầu được đảm bảo bằng các thuật toán mã hóa thông tin video hiện đại).
Giá trị độ trễ khi máy phát tương tác với máy thu là không quan trọng và có thể kéo dài vài giây.
Tốc độ luồng thông tin là khoảng 4 Mbit/s.
Hệ thống vô tuyến truyền thông tin âm thanh và DẦU tìm thấy ứng dụng độc lập trong cơ quan thực thi pháp luậtđể có được thông tin hoạt động cần thiết để chống tội phạm.
Truyền dẫn kỹ thuật số Thông tin âm thanh có những ưu điểm sau so với thông tin tương tự:
chất lượng cao của tín hiệu nhận được được duy trì trong phạm vi của kênh vô tuyến;
Khả năng chống nhiễu và khả năng chống ồn của việc thu sóng được tăng lên thông qua việc sử dụng các phương pháp điều chế, mã hóa và xen kẽ ký hiệu tối ưu;
thông tin được bảo vệ khỏi sự can thiệp trái phép;
thiết bị nhúng vô tuyến được bảo vệ khỏi bị tìm kiếm bằng các phương pháp dựa trên âm thanh;
nhiệm vụ được đơn giản hóa điều khiển lệnh thiết bị thế chấp đài phát thanh;
độ tin cậy của thiết bị tăng lên, v.v.
Hệ thống vô tuyến để truyền thông tin âm thanh ở cấu hình đơn giản nhất bao gồm một thiết bị phóng vô tuyến, một máy thu và một thiết bị ghi âm (máy ghi âm).
Hãy để chúng tôi liệt kê các yêu cầu mà chúng tôi sẽ dựa vào hơn nữa khi phân tích và lựa chọn các phương pháp mã hóa chống ồn cho hệ thống vô tuyến để truyền thông tin âm thanh:
Xác suất xảy ra lỗi trên mỗi bit thông tin Rosh phải nhỏ hơn 10"3 (với các giá trị Posh như vậy, chất lượng yêu cầu được đảm bảo bằng thuật toán mã hóa thông tin âm thanh hiện đại).
Độ trễ trong tương tác giữa máy phát và máy thu không quan trọng và có thể kéo dài vài giây (Tốc độ luồng thông tin lớn hơn 64 kbit/s.
Các đặc điểm về trọng lượng, kích thước và mức tiêu thụ điện năng chỉ quan trọng đối với phía truyền và chỉ giới hạn độ phức tạp của các thuật toán mã hóa.
Sơ đồ mã hóa chống lỗi đáp ứng các yêu cầu trên và được tối ưu hóa để đạt được năng lượng từ mã hóa sẽ cung cấp phạm vi liên lạc tối đa.
Thông tin thêm về chủ đề 113. Hệ thống vô tuyến để truyền thông tin video-âm thanh:
- 3.3. Mã hóa chống ồn trong hệ thống vô tuyến để truyền thông tin video và âm thanh
- 1.1. Các hệ thống truyền thông tin vô tuyến kỹ thuật số của cơ quan và các yêu cầu đối với sơ đồ mã hóa chống ồn của chúng
- 1.2. Mô hình tổng quát của hệ thống truyền dẫn thông tin vô tuyến số
