Основные понятия и определения. виды связи. Системы связи

По своему характеру сообщения могут быть дискретно-значными (или дискретными) и непрерывнозначными (или непрерывными).

Дискретно-значными называются сообщения, принимающие конечное или счетное число значений . Типичным примером таких сообщений является буквенно-цифровой текст, состоящий из букв, цифр и знаков препинания.

Если множество сообщений является континуальным, то такие сообщения называются непрерывными. К подобным сообщениям относятся речь, подвижное изображение и т. д.

Для передачи различных по физической природе сообщений (речь, изображение, цифровые данные) по радиоканалам необходимо их преобразовать в электрические колебания, называемые первичными сигналами. Между сообщением и сигналом должно быть однозначное соответствие, что обеспечивает возможность получить в пункте приема

переданное сообщение. Например, звуковое давление при передаче речевых сообщений преобразуется микрофоном в электрическое напряжение.

Электрические сигналы, являющиеся аналогами непрерывнозначных сообщений называются аналоговыми. Первичные электрические сигналы, соответствующие дискретно-значным сообщениям, называют цифровыми. Процесс преобразования дискретно-значных сообщений в цифровые сигналы называется кодированием. При кодировании каждому сообщению из ансамбля ставится в однозначное соответствие кодовая комбинация единичных элементов цифрового сигнала, которую называют первичным кодом . В качестве единичных элементов кодовых комбинаций обычно используются электрические импульсы, которые имеют вполне определенные значения амплитуды - представляющего (информационного) параметра цифрового сигнала. Число различных значений представляющего параметра, используемого для построения кодовых комбинаций, определяет основание кода. В зависимости от значения основания кода т различают двоичные т = 2, троичные т = 3 и, в общем случае, m -ичные коды . В системах передачи цифровых сообщений обычно используют двоичные коды, в которых значения амплитуды единичных импульсов принято отождествлять с символами 1 и 0. Символы элементов кодовых комбинаций 1 и 0 называют битами. Применение двоичных кодов позволяет использовать

в аппаратуре связи стандартные элементы цифровой техники. Аналоговые сигналы можно преобразовать в импульсные и цифровые сигналы. Преобразование аналогового сигнала в импульсный достигается его дискретизацией по времени в соответствии с теоремой отсчетов. Преобразование аналогового сигнала в цифровой достигается его дискретизацией по времени и квантованием по уровню. Уровни квантованных отсчетов могут быть преобразованы в кодовые комбинации цифрового сигнала.

Для передачи сообщения в тракте передачи первичный сигнал с помощью модуляции или манипуляции преобразуется в радиосигнал.

Модуляцией называется процесс изменения параметров радиочастотного колебания в соответствии с изменением информационного параметра первичного сигнала (сообщения).

Немодулированный гармонический сигнал называется несущей. Энергия первичных сигналов сосредоточена, в основном, в низкочастотной области, поэтому спектры первичных сигналов переносятся в область высоких частот путем модуляции в передатчике высокочастотной несущей (переносчика) первичным сигналом. Средняя частота несущей значительно превышает ширину спектра сообщения.

В системах радиосвязи передаваемым сообщением модулируется один или совокупность параметров высокочастотного переносчика. Изменяемые при модуляции параметры несущей называют информативными параметрами. Информативный параметр высокочастотной несущей определяет название вида модуляции. Число возможных видов модуляции при заданном виде переносчика определяется числом его параметров.

В качестве переносчика используются гармонические колебания высокой частоты, последовательности импульсов, сложные составные последовательности и т. д.

В одноканальных системах радиосвязи чаще всего осуществляется непосредственная модуляция гармонической несущей передаваемым сообщением . Сигнал в таких системах имеет одну ступень модуляции. При этом возможны три основных вида модуляции гармонической несущей: амплитудная (АМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ). Разновидностями амплитудной модуляции являются двухполосная модуляция с подавленной несущей (ДМ) и однополосная модуляция (ОМ).

Частотную и фазовую модуляции обычно рассматривают как две разновидности угловой модуляции.

Модуляцию радиочастотного сигнала первичным импульсным сигналом (последовательностью импульсов) называютимпульсной модуляцией. При использовании в качестве переносчика периодической последовательности импульсов определенной формы выделяют четыре основных вида импульсной модуляции: амплитудно-импульсную, широтно-импульсную, фазоимпульсную и частотно-импульсную. При импульсной модуляции в передатчиках систем радиосвязи необходима вторая ступень, в которой осуществляется модуляция высокочастотного колебания последовательностью импульсов. В результате получается целый ряд двухступенчатых видов модуляции: амплитудно-импульсная-амплитудная модуляция, фазоимпульсная-амплитудная модуляция и т. д.

В многоканальных системах передаваемым сообщением модулируется промежуточный переносчик - поднесущая, которой в свою очередь модулируется несущая. В этом случае сигнал формируется с использованием двух ступеней модуляции: первая определяется способом модуляции поднесущей, а вторая - способом модуляции несущей. В системах с частотным и фазовым разделением каналов в качестве поднесущей используется гармоническое колебание, в системах с временным разделением - последовательность импульсов, в системах с кодовым разделением каналов - кодированная последовательность импульсов.

Если первичные сигналы непрерывных сообщений представлены в

аналоговом виде, то они непосредственно подаются на модулятор. При цифровом представлении непрерывных сообщений совокупность операций кодирования и модуляции, аналогичных таким же операциям при передаче дискретных сообщений, называетсяимпульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).

В процессе модуляции спектр первичного сигнала переносится в заданную частотную область, что позволяет в каждом диапазоне частот, выделенных для радиосвязи, упорядочение разместить спектры сигналов различных систем радиосвязи.

Модуляцию радиочастотного колебания первичным цифровым сигналом называютманипуляцией.

Таким образом, на вход канала связи передаваемое сообщение может поступать в виде аналогового, импульсного или цифрового первичного сигнала. В передающем устройстве с помощью модуляции или манипуляции первичный сигнал преобразуется в радиосигнал, используемый для передачи сообщения по линии связи. Классификация сообщений и сигналов приведена на рис. 2.2.

По виду радиосигналов все системы радиосвязи делятся на три группы: системы передачи аналоговых сигналов (аналоговые системы радиосвязи); системы передачи цифровых сигналов (цифровые системы радиосвязи); системы передачи импульсных сигналов (импульсные системы радиосвязи). Авиационные радиостанции обеспечивают возможность передачи и приема нескольких видов сообщений: речевых, телеграфных и различных данных.

Классификация систем электросвязи по назначению (видам передаваемых сообщений) и виду среды распространения сигналов

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Классификация систем электросвязи весьма разнообразна но в основном определяется видами передаваемых сообщений средой распространения сигналов электросвязи и способами распределения коммутации сообщений в сети рис.2 Классификация систем электросвязи по видам передаваемых сообщений и среды распространения По виду передаваемых сообщений различают следующие системы связи: телефонные передачи речи телеграфные передачи текста факсимильные передачи неподвижных изображений теле и звукового вещания передачи подвижных изображений и...

Классификация систем электросвязи по назначению (видам передаваемых сообщений) и виду среды распространения сигналов.

Классификация систем электросвязи весьма разнообразна, но в основном определяется видами передаваемых сообщений, средой распространения сигналов электросвязи и способами распределения (коммутации) сообщений в сети (рис. 1.2.2).

Рисунок 1.2.2 Классификация систем электросвязи по видам

передаваемых сообщений и среды распространения

По виду передаваемых сообщений различают следующие системы связи: телефонные (передачи речи), телеграфные (передачи текста), факсимильные (передачи неподвижных изображений), теле и звукового вещания (передачи подвижных изображений и звука), телеизмерения, телеуправления и передачи данных.

По назначению телефонные и телевизионные системы делятся на вещательные, отличающиеся высокой степенью художественности воспроизведения сообщений, и профессиональные, имеющие специальное применение (служебная связь, промышленное телевидение и т.п.). В системе телеизмерения измеряемая физическая величина (температура, давление, скорость и т.п.) с помощью датчиков преобразуется в первичный электрический сигнал, поступающий в передатчик. На приёмном конце переданную физическую величину или её изменения выделяют из сигнала и наблюдают или регистрируют с помощью записывающих приборов. В системе телеуправления осуществляется передача команд для автоматического выполнения определённых действий.

Системы передачи данных , обеспечивающие обмен информацией между вычислительными средствами и объектами автоматизированных систем управления, отличаются от телеграфных более высокими скоростями и верностью передачи информации.

В зависимости от среды распространения сигналов различают системы (линии) проводной связи (воздушные, кабельные, волоконно-оптические и др.) и радиосвязи. Кабельные системы связи являются основой магистральных сетей дальней связи, по ним осуществляется передача сигналов в диапазоне частот от десятков кГц до сотен МГц. Весьма перспективными являются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Они позволяют в диапазоне от 600 до 900 ГГц (0,5...0,3 мкм) обеспечить очень большую пропускную способность (сотни телевизионных или сотни тысяч телефонных каналов). Наряду с проводными линиями связи широко используются радиолинии различных диапазонов (от сотен кГц до десятков ГГц). Эти линии более экономичны и незаменимы для связи с подвижными объектами. Наибольшее распространение для многоканальной радиосвязи получили радиорелейные линии (РРЛ) метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов на частотах от 60 МГц до 40 ГГц. Разновидностью РРЛ являются тропосферные линии с использованием отражений от неоднородностей тропосферы. Всё большее применение находят спутниковые линии связи (СЛС) РРЛ с ретранслятором на ИСЗ. Для этих линий (систем) связи отведены диапазоны частот от 4 до 6 и от 11 до 27,5 ГГц. Большая дальность при одном ретрансляторе на спутнике, гибкость и возможность организации глобальной связи важные преимущества СЛС.

Диапазоны частот электромагнитных колебаний, используемые в системах радиосвязи, представлены в табл. 1.2.1.

Таблица 1.2.1 Диапазон частот электромагнитных колебаний,

используемых в системах радиосвязи

Системы связи могут работать в одном из трёх режимов:

Симплексном передача сообщений осуществляется в одном направлении от источника к получателю;

Дуплексном обеспечивается возможность одновременной передачи сообщений в прямом и обратном направлении;

Полудуплексном обмен сообщений осуществляется поочередно.

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
51285.		Изучение явления интерференции света с помощью бипризмы Френеля	82 KB
	Цель работы: Изучение поляризованного света явлений вращения плоскости поляризации в оптически активных растворах и магнитных полях определение постоянной вращения постоянной Верде и концентрация оптически активных растворов. Приборы и принадлежности: круговые поляриметры трубки с оптически активными соленоид выпрямитель миллиметровка Определение постоянной вращения сахарных растворов.5 По формуле вычислим концентрацию: Вывод: в ходе работы изучили: излучение поляризованного света явление вращения плоскости поляризации в...
51286.		исследование дисперсии стеклянной призмы	74 KB
	Цель работы: Наблюдение линейных спектров испускания определение показателя преломления оптического стекла для различных длин волн и построение кривой дисперсии этого стекла определение дисперсионных характеристик призмы. Определение зависимости Преломляющий угол...
51287.		Изучение явления интерференции света в тонких плёнках на примере колец Ньютона	131.5 KB
	Цель работы: изучение явления интерференции света определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона определение длины волны пропускания светофильтров
51289.			42.5 KB
	Цель работы: изучение методов получения когерентных источников света искусственным делением фронта световой волны бипризма Френеля; изучение явления интерференции света; определение длины волны источника света и расстояний между когерентными источниками света. Приборы и принадлежности: источник света светофильтры раздвижная щель бипризма Френеля микроскоп с отсчет ной шкалой оптические рейтеры.Определение длины волны источника света. Вывод: изучили методы получения когерентных источников света искусственным делением...
51290.		Иучение явления интерференции света с помощью бипризмы Френеля	52.5 KB
	Цель работы: Изучение методов получения когерентных источников света искусственным делением фронта световой волны бипризма Френеля; изучение явления интерференции света. Приборы и принадлежности: источник света светофильтры раздвижная...
51291.		Дифракция света в лазерных лучах	55 KB
	Газовый лазер непрерывного действия ЛГ-75 или ЛПМ-11, рейтер с дифракционными объектами (раздвижная щель, тонкая нить, две взаимно перпендикулярные нити), экран с отсчетными линейками.
51292.		Финансы и финансовая деятельность	178.88 KB
	Финансы - это экономические денежные отношения по формированию, распределению и использованию фондов денежных средств государства, его территориальных подразделений, а также предприятий, организаций и учреждений, необходимых для обеспечения расширенного воспроизводства и социальных нужд, в процессе осуществления которых происходит распределение и перераспределение общественного продукта и контроль за удовлетворением потребностей общества.

Что такое электросвязь?

Передача информации посредством электрических сигналов, распространяющихся по проводам (проводная связь), или (и) радиосигналов (радиосвязь). К электросвязи относят, кроме того, передачу информации при помощи оптических систем связи.

На какие основные виды делится электросвязь?

Основные виды электросвязи: телефонная, телеграфная, факсимильная связь, передача данных (телекодовая связь), видеотелефонная связь.

Что такое радиосвязь?

Это передача информации с помощью радиоволн, т.е. электромагнитных волн, частота которых меньше 3*10 5 МГц (длинна волны более миллиметра).

Что является носителем информации в системах электросвязи?

В технических системах связи носителем информации выступает исключительно электромагнитное поле, которое способно распространяться в открытом пространстве в виде радиоволн, инфракрасного излучения, а так же вдоль металлического проводника (вызывая в нем электрический ток) или по прозрачным волокнам - в виде видимого света.

Что называется сигналом?

Сигнал (лат. signum - знак) - сообщение, отображенное на носителе информации.

Что такое аналоговый сигнал?

Аналоговый сигнал по своей структуре непрерывен во времени и характер его изменения аналогичен характеру изменения какого-либо физического параметра. Например, форма изменения напряжения на выходе микрофона аналогична изменению давления звука на мембрану микрофона. По структуре аналоговый сигнал непрерывен во времени.

Что представляет собой цифровой сигнал?

Цифровой сигнал формируется в результате преобразования аналогового сигнала. Для такой трансформации служит специальное устройство - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Следствием преобразования является дискретный набор импульсов, сформированных по определенному принципу, так называемому двоичному коду. В точке приема цифровой сигнал вновь преобразуют в аналоговый при помощи цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Какие преимущества у цифрового метода передачи информации?

Во первых, при передаче сигнала в цифровом виде возможно практически полностьюизбавиться от помех, возникающихпри его распространении по каналам связи. Для аналогового способа передачи информации сигнала это невозможно даже при применении самых совершенных технологий.

Благодаря тому, что любые сигналы в цифровом виде представлены однотипно, цифровая технология позволяет сделать сети связи универсальными и использовать одни и те же каналы связи для передачи сообщений разного типа: телефонных, факсимильных, телевизионных и т.д. К тому же, сигнал в цифровом виде возможно более успешно зашифровать.

Каким образом сообщение отображается на радиоволнах?

Сообщение отображается на радиоволнах за счет модуляции.

Что такое модуляция?

Модуляция есть наложение информационного сигнала на несущий сигнал за счет изменения его параметров - амплитуды, частоты, фазы. Отсюда названия видов модуляции - амплитудная, частотная, фазовая.

Какова главная задача связи в ОВД?

Обеспечение четкой и бесперебойной передачи сообщений в целях непрерывного управления органами внутренних дел в любых условиях оперативной обстановки.

Каковы требования к связи в ОВД?

Своевременность. Способность обеспечивать передачу (прием) сообщений в сроки, обусловленные оперативной обстановкой.

Надежность. Способность обеспечить непрерывное управление деятельностью ОВД в любых условиях оперативной обстановки

Защищенность (безопасность) . Способность обеспечить скрытность, конфиденциальность, целостность и доступность информации легальным пользователям.

Пропускная способность . Способность обеспечивать доставку информации в установленные сроки.

Достоверность . Степень точности воспроизведения информационных сообщений в пункте приема

Устойчивость. Способность системы связи обеспечивать управление ОВД в условиях воздействия на ее элементы деструктивных факторов техногенного и природного характера.

Что такое система связи ОВД?

Совокупность радиосетей сухопутной подвижной связи ОВД составляет систему радиосвязи ОВД. Главным оператором системы радиосвязи является руководитель подразделения связи органа внутренних дел, на территории которого разворачивается система.

Что называется сетью радиосвязи ОВД?

Какие недостатки имеются у систем радиосвязи?

Системам радиосвязи, преимущественно конвенциальным, характерны следующие недостатки:

· вероятность перехвата сообщений по радиоканалам, особенно при использовании ненаправленных излучателей;

· возможность ввода ложных сообщений в радиоканалы под маской одного из корреспондентов;

· реальность постановки преднамеренных помех с целью недопущения передачи по радиоканалу;

· возможность определения местоположения радиостанций работающих корреспондентов путем пеленгования с использованием специальной аппаратуры.

Что такое дуплексная связь?

Процесс двухсторонней связи между двумя абонентами с одновременной передачей сообщений в обоих направлениях.

Чем характеризуется симплексная связь?

Позволяет корреспондентам вести прием и передачу только поочередно. В системах радиосвязи реализация симплексного режима может осуществляться за счет одной частоты - одночастотный симплекс или двух частот - двухчастотный симплекс (ДЧС).

Кто такой абонент?

Пользователь, имеющий право доступа к системе обработки или передачи информации. Для этих целей абоненту может быть выделен абонентский номер или уникальный код идентификации.

Что включают в себя технические системы связи ОВД?

Совокупность узлов и станций связи, соединенных между собой линиями связи в порядке, соответствующем организации управления, принятой в ОВД.

Что такое узел связи?

Составная часть сети связи для объединения и распределения потоков сообщений.

Что такое станция связи?

Специально оборудованное предприятие, обслуживающее определенные территории, ведущее систематические наблюдения и исследования в области связи.

Что представляет собой линия связи?

Совокупность технических устройств и физической среды, обеспечивающая передачу и распространение сигналов от передатчика к приемнику. Составная часть канала связи (канала передачи). Иногда в состав канала связи включается несколько линий связи (на различных участках протяжённого канала связи используются воздушные, кабельные, радиорелейные и др. линии связи).

Что такое канал связи?

Канал передачи информации, включающий технические устройства и физическую среду передачи сигналов от передатчика к приемнику. Каналы связи различают по виду передаваемой информации (телеграфный, телефонный, радиовещательный и др. каналы). Бывают проводные и беспроводные.

Чем отличаются проводные каналы связи от беспроводных?

Проводные каналы реализуются, когда сигнал передается по двухпроводной линии или по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС). Беспроводные каналы реализуются при передаче информации за счет радиоволн или инфракрасного излучения.

Что такое ширина полосы пропускаемых частот канала связи?

Пропускная способность или диапазон частот электросигнала, передачу которых может обеспечить канал связи.

На что влияет ширина полосы пропускаемых частот канала связи?

Характеризует способность передавать широкополосный сигнал, выдерживать трафик. Например, для телефонной связи ширина полосы пропускаемых частот составляет 3100 Гц (от 300 Гц до 3400 Гц). Этого диапазона достаточно для передачи речевых сообщений с хорошим качеством. Качественная же передача видеосигнала требует в тысячи раз большей пропускной способности канала связи. Необходимость передавать широкополосный сигнал влечет за собой существенное усложнение каналообразующей аппаратуры.

Что такое трафик?

Нагрузка, создаваемая потоком вызовов, сообщений и сигналов, поступающих на средства связи.

Какой технический каналы связи обладает наибольшей пропускной способностью?

Канал, построенный на волоконно-оптической линии связи (ВОЛС).

Что такое сеть электросвязи?

Технологическая система, включающая в себя средства и линии связи и предназначенная для электросвязи или почтовой связи. Сети электросвязи могут обеспечивать между неподвижными абонентами фиксированную (или стационарную) связь и между мобильными - подвижную (или мобильную) радиосвязь.

Какие бывают сети фиксированной электросвязи и для чего они предназначены?

Сети фиксированной электросвязи предполагают невозможность свободного перемещения абонентов. Делятся на сети:

· телефонной связи, предназначенные для передачи речевой информации;

· телеграфной связи - для передачи букв, цифр, символов;

· факсимильной связи - для передачи плоских изображений;

· ретрансляторной связи - для создания канала связи при помощи радиоволн;

· телевизионного наблюдения - для передачи видеосигнала со стационарных телекамер;

· передачи данных - для обмена различными видами информации между подразделениями ОВД;

· IP-телефонии - для осуществления телефонной и видеотелефонной связи с использованием международной сети интернет;

· широкополосного доступа по фиксированным линиям связи - для высокоскоростного обмена информацией.

Какие преимущества у фиксированной электросвязи?

1) отсутствие взаимных помех при совместной прокладке большого количества линий на ограниченной территории (при соблюдении установленных правил прокладки), что дает возможность создавать телефонные станции, обслуживающие большое количество абонентов;

2) малый уровень собственных помех в каналах проводной связи, что обеспечивает относительно высокое качество связи, а также своевременность доставки и достоверность передаваемых сообщений;

3) относительная скрытость передачи сообщений (для несанкционированного снятия информации требуется знать, где проходит линия к конкретному абоненту);

4) здесь сложнее, чем в радиосвязи, создать преднамеренные помехи, препятствующие обмену информацией, так как этот процесс связан с необходимостью получения сведений о местонахождении абонентов и трассы прокладки линии между ними, о времени ведения переговоров и т.д.

К недостаткам фиксированной связи следует отнести потребность в значительных финансовых и материальных затратах на создание и эксплуатацию линий и сетей проводной связи. Это связано с ведением дорогостоящих земляных работ (особенно в городах), использованием дорогих цветных металлов в проводах и целым рядом других факторов;

Какие бывают сети мобильной радиосвязи?

· конвенциальные (симплексные) радиосети;

· транкинговые радиосети;

· пейджинговые радиосети;

· спутниковые;

· системы сотовой связи;

· системы широкополосного беспроводного радиодоступа (ШБД).

Каковы характерные особенности радиосетей мобильной связи?

Конвенциональные радиосети используют принцип фиксированного закрепления каналов связи за определенной группой абонентов. Таким системам характерна, с одной стороны, наименьшая пропускная способность, определяемая достижимым количеством абонентов, работающих на одном канале, а с другой - наибольшая оперативность связи, характеризующаяся временем установления канала связи. Конвенциальные радиосети, в свою очередь, делятся на диспетчерские и репитерные (ретрансляторные) .

Пейджинговая сетьвключает в себя технические и программные средства, с помощью которых, в пределах заданной зоны обслуживания, осуществляется односторонняя передача по радиоканалу цифровых, буквенно-цифровых, звуковых сообщений ограниченного объема на миниатюрный приемник пользователя. Основные компоненты: базовая станция, система сбора информации, пейджер (миниатюрный приемник сообщений).

Спутниковые системы связи представляют собой совокупность наземных абонентских спутниковых станций, работающих через космический аппарат-ретранслятор под управлением центральной станции.

Системы беспроводного широкополосного радиодоступа (ШБД) предназначены для помехоустойчивой передачи (приема) по радиоканалу информации с использованием сигнала малой мощности; при этом в системах ШБД используется значительно более широкая полоса частот, чем это требуется при обычной передаче.

Какова основная идея транкинга?

Основная идея в обеспечении равного доступа абонентов к общему частотному ресурсу. Все пользователи делят между собой общую группу радиоканалов, а выделение свободных каналов осуществляется автоматически по требованию абонентов. Такой подход существенно повышает эффективность использования спектра по сравнению с конвенциальными системами, в которых абонент закрепляется за частотным каналом.

Когда нужен транкинг?

При высокой плотности абонентов и необходимости централизованного управления системой. Например, когда:

· количество потенциальных пользователей более 150;

· требуется гарантированная, надежная, оперативная, защищенная связь,

· в наличии 4 и более независимых в текущей работе групп пользователей, но требующих оперативного совместного взаимодействия в нестандартных и чрезвычайных ситуациях;

· автопарк больше 30 автомобилей;

· имеется потребность одновременно в групповых, индивидуальных переговорах, а также в выходе в телефонную сеть.

Насколько эффективнее транкинговая система?

Одна 4-канальная система транкинговой связи в 7,5 раз эффективнее конвенциональной системы с тем же количеством каналов. Эффективность использования частотного ресурса определяет экономическую эффективность применения транкинговых систем. Считается, что транкинговая система становится экономически эффективной при количестве абонентов более 50-100.

Что является основным элементом транкинговой радиосети?

Основным элементом сетей транкинговой радиосвязи является базовая станция, включающая несколько ретрансляторов с соответствующим антенным оборудованием и контроллер, который управляет работой базовой станции коммутирует каналы ретрансляторов, обеспечивает выход на телефонную сеть общего пользования или другую сеть фиксированной связи.

Каковы преимущества транкинга по сравнению с конвенциальными радиосетями?

По сравнению с конвенциальными сетями, сети транкинга обладают повышенной пропускной способностью, расширенными функциональными возможностями, разнообразными типами вызова (групповой, индивидуальный, широковещательный), большей зоной территориального охвата.

Какова архитектура транковых систем?

Архитектура транковых систем основана на сети соединенных друг с другом базовых станций, каждая из которых обслуживает определенную зону. Такая архитектура позволяет строить сети радиосвязи самого различного масштаба: от локальных однозоновых сетей до крупных региональных сетей с широким территориальным охватом. При этом сохраняется возможность централизованного управления сетью, что практически невозможно в конвенциальных сетях.

Какие возможности транкинговых систем являются уникальными?

По сравнению с сотовыми системами подвижной связи транкинговые системы обеспечивают ряд новых возможностей. К ним прежде всего относится возможность групповой связи, которая является основным видом взаимодействия в сетях сухопутной подвижной радиосвязи ОВД. Кроме этого, в транкинговых сетях возможны приоритетные и аварийные вызовы, динамическая перегруппировка абонентов, что недоступно абонентам сотовых сетей. Важнейшим преимуществом является высокая скорость установления соединения. В транкинговых системах время установления канала связи, как правило, не более 0,5 с, тогда как сотовые системы не позволяют установить соединение быстрее, чем за 5 с.

Что обеспечивает система пейджинговой связи?

Персональный радиовызов (пейджинг) - услуга электросвязи, обеспечивающая одностороннюю беспроводную передачу информации в пределах обслуживаемой зоны.

Для чего предназначена система пейджинговой радиосвязи ОВД?

Системы пейджинговой радиосвязи ОВД предназначены для организации связи оповещения и передачи формализованной информации подвижным объектам.

Из каких элементов состоит система пейджинговой связи?

Из системы сбора информации, двух комплектов оборудования - базового и абонентского. Базовое оборудование предназначено для передачи информационных сообщений для абонента в эфир, а абонентское - для приема этих сообщений.

Когда эффективны пейджинговые системы?

Системы персонального радиовызова (СПРВ), особенно эффективны в условиях ограниченной территории, а также если мобильная связь (радиотелефон) экономически не оправдана. Высокая экономическая эффективность системы пейджинговой связи достигается за счет:

Резкого ограничения необходимого для связи ширины спектра частот путем односторонней передачи сообщений всем абонентам, закрепленным за одним оператором на одной радиочастоте;

Значительного уплотнения передаваемых сигналов во времени (путем последовательной пакетной передачи накопленной информации от каждого абонента);

Сравнительно небольших затрат на базовое оборудование, т.к. радиопередатчик пейджинговой системы может работать в достаточно большом радиусе.

Для чего предназначена системы широкополосного беспроводного радиодоступа (ШБД)?

Для помехоустойчивой передачи (приема) по радиоканалу информации с использованием сигнала малой мощности. При этом в системах ШБД используется значительно более широкая полоса частот, чем это требуется при обычной передаче.

Что включает в себя система ШБД?

· специальные коммутаторы, обеспечивающие управление сетью и повышение ее защищенности.

Что обеспечивает система ШБД?

· передачу видеоинформации в реальном масштабе времени;

· доступ к базам данных;

· IP-телефонию;

· подключение к ТФОП;

· организацию беспроводных локальных сетей и т.д.

Какие данные должны быть в телефонограмме, чтобы она являлась документом?

При посылке телефонограммы в соответствующем журнале фиксируются:

1. Получатель и его адрес.

2. Исходящий номер.

3. Дата и время передачи.

4. Фамилия должностного лица, подписавшего документ.

5. Фамилия лица, передавшего документ.

На приемной стороне входящий документ снабжается дополнительными реквизитами (входящий номер, дата и время приема, фамилия лица, принявшего документ).

Что представляют собой абонентские устройства?

Устройства размещающиеся в конечном пункте системы связи: телефонные, телеграфные, факсимильные аппараты, компьютеры и пр. С ними непосредственно работает абонент.

Чем различаются телефонные аппараты системы МБ и ЦБ?

Системой питания и способом посылки вызова. Телефонные аппараты системы МБ питаются от собственного источника питания, вызывной сигнал посылается вручную индуктором, телефонный аппарат системы ЦБ питается от центральной станции, вызов посылается снятием микротелефонной трубки с соответствующих рычагов.

Что понимается под диапазоном частот в радиосвязи?

Полоса электромагнитных частот, которой присвоено условное наименование. Например, ОВЧ-диапазон - очень высокие частоты (30–300 МГц), УВЧ - ультравысокие частоты (300–3000 МГц), СВЧ - сверхвысокие частоты (3–30 ГГц).

Что такое шаг частотной сетки?

Величина в кГц между соседними частотами.

Какие диапазоны частот и для каких целей используются в ОВД?

ОВЧ-диапазон (полоса 40–46 МГц).Используется для организации стационарной радиосвязи в сельской местности (в основном для связи с участковыми, несущими службу в сельской местности).

ОВЧ-диапазон (полосы 148–148,975; 171–172,975 МГц).Используется для организации подвижной оперативной радиосвязи. В вышеуказанных поддиапазонах шаг частотной сетки составляет 25 кГц.

УВЧ-диапазон (полосы 450–453 МГц и 460–463 МГц). Шаг частотной сетки 12,5 кГц. Активно используется подразделениями ОВД г. Москвы и Санкт-Петербурга.

СВЧ-диапазон (5350 МГц; 5650 МГц, полосы частот общего пользования).Используется для организации стационарной связи на небольшие расстояния (до 10–15 км) путем создания цифровых широкополосных высокоскоростных каналов радиосвязи либо радиорелейных линий.

Какова дальность связи в ОВЧ-диапазоне?

Теоретически - в пределах прямой видимости.

Каким образом организуется радиосвязь в ОВД?

Путем организации радионаправлений и радиосетей.

Что такое радиосеть?

Радиосеть - это совокупность радиосредств, работающих на общих частотах. Позволяет организовать связь по принципу «точка-многоточка».

Что такое радионаправление?

Совокупность радиосредств, позволяющих организовать радиосвязь между двумя корреспондентами на выделенных только для них частотах (частотных каналах).

Как устроена симплексная радиосеть одночастотного симплекса?

Состоит из центральной (или главной) радиостанции и некоторого количества абонентских радиостанций. Они позволяют организовать связь по варианту «точка-многоточка». Рекомендуемое количество радиостанций в такой радиосети не более тридцати. Главная радиостанция руководит абонентскими радиостанциями, следит за правилами ведения радиообмена, оказывает помощь в установлении связи другим радиостанциям.

Как устроена симплексная радиосеть двухчастотного симплекса?

В этой системе абоненты осуществляют связь исключительно через ретранслятор, который располагают в наиболее высокой топографической точке местности, на высотных сооружениях. При этом на передачу и на прием используются разные частоты, вследствие чего прямая связь (минуя ретранслятор) между абонентами невозможна.

Что такое ретранслятор?

Устройство, обеспечивающее прием сигнала от одного корреспондента, его усиление и передачу другому корреспонденту (или группе корреспондентов).

Какие преимущества дает способ связи через ретранслятор?

Главное преимущество - расширение зоны возможной радиосвязи, за счет широкого охвата территории высоко располагающимся ретранслятором.

Что представляет собой мобильная радиостанция?

Радиостанция, предназначенная для установки в автомашинах. Запитывается от бортовой сети. В комплект поставки вместе с приемопередатчиком (непосредственно станция) обычно включается кабель питания от бортовой сети, монтажно-установочный комплект, выносной микрофон, а также автомобильная антенна.

Что такое радиообмен?

Передача и прием радиограмм, сигналов, команд и ведение переговоров по радио.

Что включают в себя радиоданные?

1. Порядковый номер радиосети.

2. Позывные должностных лиц или индексы для их набора.

3. Тип и мощность радиостанции.

4. Номера тетрадей позывных.

5. Рабочую и запасную частоты.

6. Время работы радионаправления или радиосети и сигналы, по которым начинается и заканчивается эта работа.

Какие бывают виды радиообмена?

На какие фазы делится радиообмен?

На три фазы: установка связи, передача сообщения, завершение радиообмена.

Каков порядок установки связи?

Порядок следующий:

Радиостанция включается на прием, и радист (оператор) путем прослушивания убеждается в том, что радиообмен между станциями данной сети в этот момент не ведется;

При отсутствии радиообмена радиостанция переключается на передачу и осуществляется вызов требуемого абонента, например: «Вологда, я - Донецк, Вологда, я - Донецк, я - Донецк. Прием»;

Вызываемая радиостанция отвечает: «Донецк, я - Вологда, слышу хорошо. Я - Вологда, прием».

Двусторонняя радиосвязь считается установленной, если радиостанция получила ответ на вызов и подтвердила, что слышит этот ответ.

Какие существуют способы доведения информации до корреспондента?

Существует три способа доведения информации до корреспондента(ов):

Бесквитанционный, когда не требуют подтверждения о приеме сообщения получателем;

Квитанционный способ, когда подтверждается получателем факт приема сообщения, например: «Дунай, я - Волга. Сообщение принял, я - Волга. Прием»;

Способ обратной проверки, когда подтверждение в приеме радиограммы дается путем ее полного повтора. Практикуется для передачи важных сообщений, в которых недопустимы искажения.

Дунай, я - Волга. 118, 225. Как поняли меня, Прием.

Волга, я - Дунай. Понял Вас. 118, 225. Прием.

Как передаются сообщения в условиях плохой слышимости?

В условиях плохой слышимости трудно произносимые слова передаются раздельно, по буквам. При этом каждая буква передается словом, начинающимся на эту букву. Например, слово «ствол» передается так: «Семен, Татьяна, Василий, Ольга, Леонид».

Как передается информация, раскрывающая существо оперативного мероприятия?

При передаче информации, раскрывающей существо оперативного мероприятия, используют переговорные таблицы. Переговорные таблицы представляют собой совокупность сообщений и соответствующих им цифровых кодов. Например, передача сообщения в кодах может выглядеть так:

Волга, Волга, я - Дон. 118, 209, 118, 209. Как поняли меня? Прием.

Дон, я - Волга. Понял Вас. 118, 209.

Приняв такое сообщение, радиоабонент расшифровывает его посредством переговорной таблицы.

Каков порядок передачи циркулярного сообщения?

Для передачи циркулярного сообщения, т.е. адресованного всем радиостанциям сети, радист (оператор) главной станции прослушивает радиосети, убеждается в том, что все радиостанции сети свободны от обмена, и передает предварительный вызов по форме: «Внимание всем, я (называет свой позывной). Подготовиться к приему». Эти слова повторяются два раза, пауза - минута, затем передается текст сообщения два раза. При уверенной радиосвязи циркулярные сообщения (радиограммы) передаются без предварительного оповещения. Если сообщение передается не всем абонентам, то в этом случае перед текстом сообщения называются позывные абонентов, которым передается сообщение. Подтверждение в приеме сообщения радиостанциями производится по форме обычного подтверждения в приеме. Очередность передачи подтверждения определяется последовательностью переданных позывных. Если позывные не были названы, подтверждение о приеме сообщения не дается.

Какие требования предъявляются к радиообмену?

Радиообмен должен быть кратким, содержать минимальное количество слов и фраз. Переговоры по личным вопросам запрещаются.

Что запрещается при ведении радиообмена?

Запрещается:

· передавать по открытым каналам связи сведения, составляющие военную или государственную тайну;

· работать произвольными или искаженными радиоданными (на других частотах, позывных и пр.);

· передавать открытым текстом сообщения, раскрывающие существо оперативных мероприятий. Служебная информация, имеющая оперативный интерес, передается при помощи переговорных таблиц;

· называть фамилии или звания должностных лиц;

· называть названия и местонахождение режимных объектов;

· сообщать место дислокации и количество постов ДПС;

· сообщать количество вооружений и спецтехники;

· сообщать количество человеческих жертв при дорожно-транспортных происшествиях, пожарах, стихийных бедствиях и несчастных случаях.

При несении службы сотрудниками ОВД в боевых условиях количество сведений, запрещенных к передаче по открытым каналам связи, существенно увеличивается.

Когда радиообмен должен проводиться без позывных?

Во всех радиосетях при удовлетворительной слышимости радиообмен должен проводиться без позывных. Оператор обязан всегда проявлять разумную инициативу в сокращении служебных переговоров при установлении связи и ведении радиообмена.

Когда обязательно называются позывные при радиообмене?

При установке связи, перед завершением радиообмена, перед передачей циркулярного сообщения.

Аккумуляторы какого типа используются в ОВД?

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd), никель-металл-гидридные (Ni-MH), литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol), свинцово-кислотные (Lead Acid).

Чего не следует допускать при эксплуатации аккумуляторов?

При эксплуатации аккумуляторов не следует допускать:

Глубокого разряда. Он возникает, при продолжении работы радиостанции после срабатывания индикатора разряженности батареи;

Перезаряда, который возникает при превышении времени заряда, как правило при использовании неавтоматизированных зарядных устройств;

Заряда (разряда) с высоким током. Возникает при использовании «быстрых» зарядных устройств, которые осуществляют заряд с высоким током зарядки;

Заряда при пониженной температуре окружающей среды, что приводит к недозаряду батарей. Соответственно снижается разрядная емкость батарей. Заряд аккумуляторных батарей должен проводиться при температуре (20±5) °С. В зимнее время аккумуляторные батареи должны быть выдержаны не менее одного часа в помещении с температурой (20±5) °С перед началом заряда.

Какие типы антенн используются в радиостанциях ОВЧ диапазона?

Штыревые, витые и гибкие.

Какие дополнительные возможности имеются в цифровых системах радиосвязи?

Более экономичное расходование частотного ресурса. Например, в цифровых системах в полосе частот 25 кГц возможно реализовать несколько голосовых каналов (в ТЕТРА четыре), в аналоговых же системах - лишь один канал. Бóльшая чем в аналоговых системах защищенность передаваемой информации, лучшее качество передаваемых сигналов и пр.

Какие цифровые стандарты радиосвязи Вы можете указать?

EDACS, разработанный фирмой Ericsson ; TETRA, разработанный Европейским институтом телекоммуникационных стандартов; АРСО 25, разработанный Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности; Tetrapol, разработанный фирмой Matra Communication (Франция); iDEN, разработанный фирмой Motorola (США); DMR, разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI).

Какой стандарт цифровой радиосвязи в системе МВД России принят в качестве основного?

Приказом Министра внутренних дел РФ от 25 ноября 2005 г. №963 стандарт цифровой радиосвязи АРСО-25 утвержден в качестве основного в системе МВД России.

Что такое дальность радиосвязи?

Максимальное расстояние, на котором обеспечивается обмен информацией между приемником и передатчиком с заданным качеством.

Какие внутренние факторы влияют на дальность радиосвязи?

Основные факторы, обусловленныерадиостанцией:

· степень заряженности аккумуляторов. Разряженные аккумуляторы значительно снижают дальность связи;

· типы применяемых антенн. Максимальную дальность обеспечивают штыревые антенны, минимальную - гибкие;

· чувствительность приемника радиостанции. Чем меньший сигнал воспринимается, тем больше дальность связи;

· мощность радиопередатчика. Более мощный сигнал, излучаемый с антенны, обеспечивает бóльшую дальность связи.

Какие внешние факторы влияют на дальность радиосвязи?

Внешними факторами, уменьшающими дальность связи, являются: рельефная поверхность (овраги, горы, возвышенности), препятствия (строения, лес, металлические или железобетонные сооружения), поперечно идущие линии электропередач. Увеличивается дальность связи при размещении антенн на возвышенности, при наличии между корреспондентами сред, хорошо проводящих или отражающих электросигнал, например, железнодорожного полотна, поверхности воды.

Что такое ТЕТРА?

TETRA представляет собой стандарт цифровой транкинговой радиосвязи (см. Что такое транкинг?), состоящий из ряда спецификаций, разработанных Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI (European Telecommunications Standards Institute). В настоящее время TETRA расшифровывается как Наземное транкинговое радио (TErrestrial Trunked RAdio).

Что означает открытый стандарт ТЕТРА?

Открытый стандарт предусматривает совместимость оборудования различных производителей. Доступ к спецификациям TETRA свободен для всех заинтересованных сторон, вступивших в ассоциацию "Меморандум о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA" (MoU TETRA).

Оборудование TETRA выпускается ведущими мировыми производителями, такими как Motorola, Nokia, OTE, Rohde&Schwarz и др. Сети TETRA развернуты во многих европейских странах, а также ряде стран Азии, Африки и Южной Америки.

Каковы технические характеристики ТЕТРА?

Краткие технические характеристики. Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц и минимальным дуплексным разносом радиоканалов 10 МГц. На одной физической частоте может быть организовано до 4 независимых информационных каналов.

Какие сообщения можно передавать в стандарте ТЕТРА?

Стандарт TETRA поддерживает как передачу речи, так и данных. При этом речь и данные могут передаваться одновременно с одного терминала по различным информационным каналам. Цифровые интегрированные решения в стандарте TETRA позволяют объединять классические функции профессиональной радиосвязи (оперативной и групповой речевой связи), передачи данных и беспроводной телефонии.

Каковы перспективы развития стандарта ТЕТРА?

В настоящее время завершается разработка второй стадии стандарта (TETRA Release 2 (R2)), направленной на интеграцию с мобильными сетями 3-го поколения, кардинальное увеличение скорости передачи данных, переход от специализированных SIM-карт к универсальным, дальнейшее увеличение эффективности сетей связи и расширение возможных зон обслуживания.

По виду передаваемых сообщений различают:

1) телеграфию (передача текста),

2) телефонию (передача речи),

3) фототелеграфию (передача неподвижных изображений),

4) телевидение (передача подвижных изображений),

5) телеметрию (передача результатов измерений),

6) телеуправление (передача управляющих команд),

7) передачу данных (в вычислительных системах и АСУ).

По диапазону частот – в соответствии с декадным делением диапазонов электромагнитных волн от мириаметровых (3÷30) кГц до децимиллиметровых (300÷3000) ГГц.

По назначению – вещательные (высококачественная передача речи, музыки, видео от малого числа источников сообщений большому количеству их получателей) и профессиональные (связные), в которых число источников и получателей сообщений одного порядка.

Различают следующие режимы работы СС:

1) симплексный (передача сигналов в одном направлении),

2) дуплексный (одновременная передача сигналов в прямом и обратном направлениях),

3) полудуплексный (поочередная передача сигналов в прямом и обратном направлениях).

Каналом связи называется комплекс радиотехнических устройств, при помощи которых передается и принимается информация, плюс среда между ними. В зависимости от вида сигналов на входе и выходе различают каналы: непрерывные; дискретные; дискретно-непрерывные; непрерывно-дискретные.

Каналы связи можно характеризовать по аналогии с сигналами следующими тремя параметрами:

– временем доступа Тк,

– шириной полосы пропускания ΔFк,

– динамическим диапазоном [дБ],

где Pк.доп. – максимально допустимая мощность сигнала в канале,

Pш – мощность собственных шумов канала.

Обобщенным параметром канала является его емкость

Очевидным необходимым условием согласования сигнала и канала является выполнение неравенства Vc

Вы также можете найти интересующую информацию в научном поисковике Otvety.Online. Воспользуйтесь формой поиска:

Еще по теме 1.3. Классификация систем связи:

Белоус И.А.. ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ СВЯЗИ. Практикум, 2016
22.7. Пропускная способность каналов радиотехнической системы связи
22.1. Тактико-технические параметры радиотехнической системы связи
Исследование связи синусового узла с вегетативной нервной системой
22.4. Количество информации при приёме дискретных сигналов радиотехнической системы связи
Правовые системы и теоретические проблемы их классификации § 1. Правовая система общества: понятие, элементы, функции

А.П. Сальников

ТЕОРИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Конспект лекций

Часть 1

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

УДК 621.391.1

Сальников А.П. Теория электрической связи: Конспект лекций, часть 1/ СПбГУТ. –СПб., 2002. –93 с.: ил.

Предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Теория электрической связи».

Содержит общие сведения о системах связи, описание моделей детерминированных сигналов. Рассмотрены преобразования сигналов в типовых функциональных узлах систем связи (модуляторах и детекторах разных видов, перемножителях и преобразователях частоты сигналов).

Приведены контрольные вопросы по всем разделам для самопроверки их усвоения и рекомендации по проведению сопутствующих экспериментальных исследований в виртуальной учебной лаборатории по курсу ТЭС.

Материал соответствует действующей учебной программе по курсу ТЭС.

Ответственный редактор М.Н. Чесноков

телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, 2002

Редактор И.И. Щенсняк

ЛР № от.02. Подписано к печати.02

Объем 8,125 уч.-изд. л. Тир. 200 экз. Зак.

РИО СПбГУТ. 191186, СПб., наб. р. Мойки, 61

Общие сведения о системах связи

Информация, сообщения, сигналы

Под информацией понимают совокупность каких-либо сведений о явлениях, объектах и т.п. Сообщения представляют собой материальную форму существования информации и могут иметь различную физическую природу. Сигналами в электрической связи служат процессы (функции времени) электрической природы, посредством которых осуществляется передача сообщений на расстояние. Общее и различное в этих основополагающих понятиях теории связи поясняется таблицей 1.1. В ней также указаны возможные преобразователи сообщений в сигналы, которые называют датчиками сигналов .

Таблица 1.1.

Текстовые сообщения представляют собой последовательности символов из некоторого конечного множества {a i } (языка) с известным объемом алфавита m . Преобразование такого рода сообщений в сигнал может осуществляться, например, клавиатурой ЭВМ путем поочередного кодирования отдельных символов сообщения k -разрядными комбинациями из 0 и 1, которым соответствуют два разных уровня напряжения.

Звуковые сообщения представляют собой изменения давления воздушной среды в заданной точке пространства во времени p (t ). С помощью микрофона они преобразуются в переменный электрический сигнал u (t ), который в определенном смысле является копией сообщения и отличается от него лишь физической размерностью.

Видеосообщения можно рассматривать как распределение яркости на поверхности объекта b (x,y ), неподвижное изображение которого требуется передать на расстояние (фототелеграф), или более сложный процесс b (x,y,t ) (черно-белое телевидение). Характерной особенностью при передаче видеосообщений является необходимость преобразования описывающих их многомерных функций в одномерный сигнал u (t ). Это достигается использованием в датчиках видеосигналов устройств развертки (УР) для поэлементного преобразования яркости отдельных точек объектов в уровень электрического сигнала с помощью фотоэлементов (ФЭ) или иных фотоэлектрических преобразователей.

Классификация сигналов

По относительной ширине спектра сигналы делят на низкочастотные (называемые также НЧ, видео, широкополосные сигналы) и высокочастотные (ВЧ, радио, узкополосные, полосовые сигналы).

Для НЧ сигналов ΔF /F ср> 1, где

ΔF = F max– F min– абсолютная ширина спектра сигнала,

F ср= (F max+ F min)/2 – средняя частота спектра сигнала,

F max– максимальная частота в спектре сигнала,

F min– минимальная частота в спектре сигнала.

Для ВЧ сигналов ΔF /F ср << 1.

Как правило, первичные сигналы на выходе датчиков являются низкочастотными. Полезно помнить диапазоны частот, в которых располагаются спектры типичных сигналов в системах связи и вещания:

1) телефонный – 300 ÷ 3400 Гц (стандартный канал тональной частоты),

2) радиовещательный – от 30–50 Гц до 6–15 кГц,

3) телевизионный – 0 ÷ 6 МГц (для вещательного стандарта разложения изображения, принятого в России).

По своей природе различают сигналы детерминированные и случайные. Детерминированные сигналы считаются известными в каждой точке временной оси. В отличие от них значения случайных (стохастических) сигналов в каждый момент времени являются случайной величиной с той или иной вероятностью. Очевидно, что детерминированные сигналы в силу своей полной определенности не могут нести никакой информации. Их удобно использовать в теории для анализа различных функциональных узлов (ФУ ), а на практике в качестве испытательных сигналов для измерения неизвестных параметров и характеристик отдельных звеньев трактов систем связи.

По форме сигналы можно разделить на четыре вида, приведенные в таблице 1.2.

Таблица 1.2.

	Время t
непрерывное	дискретное
Значения u (t )	Непрерывные	u (t ) аналоговый 1 t	u (t ) t
Дискретные	u (t ) t	u (t ) цифровой 4 t

Сигнал (1 ), непрерывный по времени и состояниям, называют аналоговым . Сигнал (4 ), дискретный по времени и состояниям, – цифровым . Эти сигналы чаще всего используются в различных узлах систем связи. Соответственно различают аналоговые и цифровые ФУ по форме сигналов на их входах и выходах. Возможны преобразования аналогового сигнала в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и, наоборот, – с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) . Условные графические обозначения (УГО) этих типовых ФУ приведены на рис. 1.1.

Сигналы можно рассматривать в качестве объектов транспортировки по каналам связи и характеризовать основными параметрами, такими как

- длительность сигнала Т с,

- ширина его спектра F c ,

- динамический диапазон , где

и – максимальная и минимальная

мгновенные мощности сигнала.

Пользуются также более общей характеристикой – объемом сигнала .На интуитивном уровне очевидно, чем больше объем сигнала, тем он информативнее, но тем и выше требования к качеству канала для его передачи.

Классификация систем связи

По виду передаваемых сообщений различают:

1) телеграфию (передача текста),

2) телефонию (передача речи),

3) фототелеграфию (передача неподвижных изображений),

4) телевидение (передача подвижных изображений),

5) телеметрию (передача результатов измерений),

6) телеуправление (передача управляющих команд),

7) передачу данных (в вычислительных системах и АСУ).

По диапазону частот – в соответствии с декадным делением диапазонов электромагнитных волн от мириаметровых (3÷30) кГц до децимиллиметровых (300÷3000) ГГц.

По назначению – вещательные (высококачественная передача речи, музыки, видео от малого числа источников сообщений большому количеству их получателей) и профессиональные (связные), в которых число источников и получателей сообщений одного порядка.

Различают следующие режимы работы СС:

1) симплексный (передача сигналов в одном направлении),

2) дуплексный (одновременная передача сигналов в прямом и обратном направлениях),

3) полудуплексный (поочередная передача сигналов в прямом и обратном направлениях).

Уточним уже использованный нами термин канал связи. Под ним принято понимать часть СС между точками А на передающей и Б на приемной сторонах. В зависимости от выбора этих точек, иначе говоря, по виду сигналов на входе и выходе различают каналы:

1) непрерывные ,

2) дискретные ,

3) дискретно-непрерывные ,

4) непрерывно-дискретные .

Каналы связи можно характеризовать по аналогии с сигналами следующими тремя параметрами:

– временем доступа ,

– шириной полосы пропускания ,

– динамическим диапазоном [дБ],

где – максимально допустимая мощность

сигнала в канале,

– мощность собственных шумов канала.

Обобщенным параметром канала является его емкость

Очевидным необходимым условием согласования сигнала и канала является выполнение неравенства V c < V к.

Менее очевидно то, что это условие является также достаточным и вовсе не обязательно добиваться аналогичного согласования по частным параметрам (длительности, спектру, динамическому диапазону), так как возможен «обмен» ширины спектра сигнала на его длительность или динамический диапазон.

Контрольные вопросы

1. Дайте определения понятиям информация, сообщение сигнал. Какие между ними связи и различия?

2. Приведите примеры сообщений разной физической природы и соответствующих им датчиков сигналов.

3. Каким образом сообщения, описываемые многомерными функциями, преобразуются в сигналы? Приведите примеры.

4. Классифицируйте сигналы по особенностям их формы и спектра.

5. По какому признаку различают НЧ и ВЧ сигналы?

6. По какому критерию различают аналоговые и цифровые сигналы и ФУ?

7. Укажите основные параметры сигналов.

8. Нарисуйте структурные схемы систем связи для:

· передачи дискретных сообщений,

· передачи непрерывных сообщений,

· передачи непрерывных сообщения по цифровым каналам.

9. Укажите назначение следующих ФУ систем связи:

· кодера источника и кодера канала,

· модулятора,

· демодулятора,

· декодера канала и декодера источника.

10. Что общего и различного в задачах, решаемых демодуляторами СПДС и СПНС?

11. Какие системы связи Вам известны:

· по виду передаваемых сообщений,

· по диапазону используемых частот,

· по назначению,

· по режимам работы?

12. Дайте определение термину «канал связи». Какая классификация каналов связи Вам известна?

13. Укажите основные параметры каналов связи.

14. Сформулируйте условия согласования сигналов и каналов связи.

Для закрепления полученных в разделах 1.1 и 1.2. знаний полезно выполнить лабораторную работу № 14 «Знакомство с системами ПДС» (из перечня тем виртуальной учебной лаборатории) в полном объёме. Эта работа носит ознакомительный характер и позволяет наблюдать все основные процессы получения, преобразования и приёма сигналов в системах передачи дискретных сообщений (рис. 1.3). Следует обратить внимание на осциллограммы и спектрограммы сигналов на выходах типовых ФУ (кодера источника при выборе разных типов интерфейса, кодера канала при выборе разных помехоустойчивых кодов, модулятора при разных видах модуляции, демодулятора и декодера), входящих в системы ПДС, и сопоставить с ними свои представления, полученные в ходе изучения раздела.

Рекомендуется по результатам наблюдения сигналов в разных точках тракта СПДС провести их классификацию, определить их основные параметры, а также выделить в СПДС разные типы каналов (непрерывный, дискретный, дискретно-непрерывный и непрерывно-дискретный). Полезно также получение наглядного представления о функции каждого ФУ СПДС.

Для закрепления полученных сведений о различии НЧ и ВЧ сигналов и наполнения их практическим содержанием целесообразно провести исследования в рамках лабораторной работы № 4 «Модулированные сигналы». Выбирая в качестве первичных НЧ сигналы разных форм, обратите внимание не только на различие осциллограмм и спектрограмм первичных (НЧ) и модулированных (ВЧ) сигналов, но и на объединяющие их признаки при использовании разных видов модуляции (рис. 1.4).

При выполнении указанных работ не обязательно строго придерживаться имеющихся в них заданий. Используйте возможности ресурсов ВЛ для проведения исследований по своему усмотрению и желанию.

Пространств

Сигналы – это, прежде всего, процессы, т.е. функции времени x (t ), существующие на ограниченном интервале Т (в теории возможно Т → ∞). Их можно изобразить графически (рис. 2.1) и описывать упорядоченной последовательностью значений в отдельные моменты времени t k

(вектор строка).

Разные сигналы отличаются формой (набором значений x (t k )). Вместо сложной совокупности точек кривой x (t ) в простой области – двумерном пространстве можно ввести в рассмотрение более сложные пространства (пространства сигналов), в которых каждый сигнал изображается простейшим элементом – точкой (вектором).

В математике под пространством понимают множество объектов (любой физической природы), наделенных некоторым общим свойством. Свойства, которыми целесообразно наделять пространства сигналов, должны отражать наиболее существенные свойства реальных сигналов, такие как их длительность, энергия, мощность и т.п.

Метрические пространства

Первое свойство, которым мы наделим пространство сигналов, называют метрикой.

Метрическое пространство – это множество с подходящим образом определенным расстоянием между его элементами. Само это расстояние, как и способ его определения, называют метрикой и обозначают . Метрика должна представлять собой функционал, т.е. отображение любой пары элементов и множества на действительную ось, удовлетворяющее интуитивно понятным требованиям (аксиомам):

1) (равенство при ),

2) ,

3) (аксиома треугольника).

Следует отметить, что метрики можно задать разными способами и в результате для одних и тех же элементов получить разные пространства.

Примеры метрик:

1) ,

2) евклидова метрика,

3) евклидова метрика.

Линейные пространства

Усовершенствуем структуру пространства сигналов, наделив его простыми алгебраическими свойствами, присущими реальным сигналам, которые можно алгебраически складывать и умножать на числа.

Линейным пространствомL над полем F называют множество элементов , называемых векторами, для которых заданы две операции –сложение элементов (векторов) и умножение векторов на элементы из поля F (называемые скалярами ) . Не вдаваясь в математические детали, в дальнейшем, под полем скаляров будем понимать множества вещественных чисел R (случай действительного пространства L ) или комплексных чисел С (случай комплексного пространства L ). Эти операции должны удовлетворять системе аксиом линейного пространства.

1. Замкнутость операций сложения и умножения на скаляр:

2. Свойства сложения:

ассоциативность,

коммутативность.

3. Свойства умножения на скаляр:

Ассоциативность,

дистрибутивность суммы векторов,

дистрибутивность суммы скаляров.

4. существование нулевого вектора.

5. существование проти-

воположного вектора.

Вектор, образованный суммированием нескольких векторов со скалярными коэффициентами

называют линейной комбинацией (многообразием). Легко видеть, что множество всех линейных комбинаций векторов при разных a i (не затрагивая ) также образует линейное пространство, называемое линейной оболочкой для векторов .

Множество векторов называют линейно независимыми , если равенство

возможно лишь при всех a i = 0. Например, на плоскости любые два неколлинеарные вектора (не лежащие на одной прямой) являются линейно независимыми.

Система линейно независимых и ненулевых векторов образует в пространстве L базис , если

Этот единственный набор скаляров {a i }, соответствующий конкретному вектору , называют егокоординатами (проекциями ) по базису .

Благодаря введению базиса операции над векторами превращаются в операции над числами (координатами)

Если в линейном пространстве L можно отыскать n линейно независимых векторов, а любые n + 1 векторов зависимы, то n – размерность пространства L (dim L = n ).

Нормированные пространства

Следующий наш шаг в совершенствовании структуры пространства сигналов – объединение геометрических (характерных для метрических пространств) и алгебраических (для линейных пространств) свойств путем введения действительного числа, характеризующего «размер» элемента в пространстве. Такое число называют нормой вектора и обозначают .

В качестве нормы можно использовать любое отображение линейного пространства на действительную ось, удовлетворяющее следующим аксиомам:

3) .

Выводы

1. Математическим аппаратом спектрального анализа периодических сигналов являются ряды Фурье.

2. Спектры периодических сигналов дискретные (линейчатые), представляют собой совокупность амплитуд и фаз гармонических колебаний (составляющих) следующих по оси частот через интервалы Δf = f 1 = 1/T.

3. Ряд Фурье является частным случаем обобщенного ряда Фурье при использовании в качестве базиса

или .

Спектры Т-финитных сигналов

Т-финитными называют ограниченные по времени сигналы. По определению они не могут быть периодическими и, следовательно, к ним не применимо разложение в ряды Фурье.

Чтобы получить адекватное описание таких сигналов в частотной области используют следующий прием. На первом этапе от заданного сигнала x (t ), имеющего начало в точке t 1 и конец в точке t 2 переходят к сигналу x п (t ), являющемуся периодическим повторением x (t ) на бесконечной оси времени с периодом . Сигнал x п (t ) можно разложить в ряд Фурье

где .

Введём в рассмотрение текущую частоту и спектральную плотность амплитуд .

Тогда .

Исходный сигнал x (t ) можно получить из x п (t ) в результате предельного перехода Т® ¥ .

, , å ® ò , ,

Таким образом, для описания спектра финитного сигнала приходим к известному в математике интегральному преобразованию Фурье:

– прямое,

– обратное.

В данном случае (и в дальнейшем) комплексную функцию записали в виде , как это принято в научно-технической литературе.

Из полученных соотношений следует, что спектр Т-фи- нитного сигнала сплошной. Он представляет собой совокупность бесконечного числа спектральных составляющих с бесконечно малыми амплитудами , непрерывно следующих по оси часты. Вместо этих бесконечно малых амплитуд используют спектральную функцию (спектральную плотность амплитуд)

где – амплитудный спектр,

– фазовый спектр.

Выводы

1. Математическим аппаратом спектрального анализа Т-финитных сигналов является интегральное преобразование Фурье.

2. Спектры Т-финитных сигналов сплошные и описываются непрерывными функциями частоты в виде модуля спектральной плотности амплитуд (амплитудный спектр) и её аргумента (фазовый спектр).

Свойства преобразования Фурье

1. Прямое и обратное преобразование Фурье являются линейными операторами , следовательно, действует принцип суперпозиции. Если , то .