Отраслевая специфика радиосвязи

Отраслевая специфика радиосвязи

РОСОБРАЗОВАНИЕ

Пензенская государственная технологическая академия

Кафедра ВмиС

Самостоятельная работа

по дисциплине

Основы теории передачи информации

Пенза 2011 г.

Содержание

1. Теоретический раздел

.1 Классификация радиосвязи

1.2 Многоканальная система связи

1.3 Частотное разделение связи

. Практический раздел

Задачи

1. Теоретический раздел

.1 Классификация радиосвязи

Радиосвязь - разновидность связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны в пространстве.

Радиосвязь бывает односторонняя и двухсторонняя. Односторонняя радиосвязь обеспечивает передачу сообщения в прямом, двухсторонняя в прямом и обратном направлениях.

Радиосвязь бывает симплексная и дуплексная. Симплексная радиосвязь предусматривает поочередный (только передача и только прием) обмен информацией, при этом переключается приемопередающая аппаратура и требуется 1 рабочая частота. Дуплексная радиосвязь предусматривает одновременный двухсторонний (прием и передача) обмен информацией, без переключения аппаратуры, но требуется 2 разных несущих частоты.

Частотная сетка, используемая в радиосвязи, условно разбита на диапазоны:

· Длинные волны (ДВ) - f = 150-450 кГц (λ = 2000-670 м)

·              Средние волны (СВ) - f = 500-1600 кГц (λ = 600-190 м)

·              Короткие волны (КВ) - f = 3-30 МГц (λ = 100-10 м)

·              Ультракороткие волны (УКВ)-f = 30-30 000 МГц (λ = 10-0,01 м)

Радиосвязь можно разделить на:

1. ДВ-, СВ-, КВ- и УКВ-связь без применения ретрансляторов

2.       Спутниковая связь

.        Радиорелейная связь

.        Сотовая связь

Спутниковая связь - один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.

Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту (от сотен до десятков тысяч км). Так как зона его видимости в этом случае - почти половина Земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает - в большинстве случаев достаточно и одного.

Для построения систем спутниковой связи используются в основном три разновидности ИСЗ - на высокой эллиптической орбите (ВЭО), геостационарной орбите (ГСО) и низковысотной орбите (НВО). С точки зрения радиосвязи каждый тип ИСЗ имеет свои достоинства и недостатки.

В зависимости от назначения системы спутниковой связи и типа земных станций регламентом МСЭ различаются следующие службы радиосвязи:

фиксированная спутниковая служба для связи между станциями, расположенными в определенных фиксированных пунктах, а также для распределения телевизионных программ;

подвижная спутниковая служба для связи между подвижными станциями, размещаемыми на транспортных средствах (самолетах, морских судах, автомобилях и др.);

радиовещательная спутниковая служба для непосредственного приема радио и телевизионных программ на терминалы, находящиеся у населения.

Радиорелейная связь - радиосвязь по линии, образованной цепочкой приёмо-передающих (ретрансляционных) радиостанций. Наземная радиорелейная связь осуществляется обычно на деци- и сантиметровых волнах.

Антенны соседних станций обычно располагают в пределах прямой видимости, так как это самый надежный вариант. Для увеличения радиуса видимости антенн их устанавливают как можно выше - на мачтах (башнях) высотой 70-100 м (радиус видимости - 40-50 км) и на высоких зданиях. Протяженность наземной линии радиорелейной связи - до 10000 км, ёмкость - до нескольких тысяч каналов.

Позже на её основе (как магистральной сети) строилась российская сеть сотовой связи, особенно в регионах.

Сотовая связь - один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками (сотами).

Примечательно, что в английском варианте связь называется «ячеистой» или «клеточной» (cellular), что не учитывает шестиугольности сот.

Сеть составляют разнесенные в пространстве приемопередатчики, работающими в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приемопередатчика в зону действия другого.

Существует множество классификаций радиостанций и систем связи на их основе, но наиболее общее - это разделение средств радиосвязи на любительские и профессиональные.

Профессиональные радиостанции - это высококачественный продукт, отвечающий всем требованиям жестких условий эксплуатации в различных отраслях профессиональной деятельности, функционально насыщенные, подлежащие обязательной регистрации в органах надзора за связью, позволяющие объединять такие радиостанции в единые сети связи.

Классификация решений профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР) определяется отраслевой спецификой ПМР.

Все системы можно разделить на:

системы с закрепленными каналами или конвенциональные (невысокая плотность абонентов, ручной выбор каналов);

локальные (малого радиуса действия, без использования базовых станций);

диспетчерские на базе симплексной радиостанции;

диспетчерские на базе ретранслятора;

многозоновые сложные диспетчерские системы;

системы c распределенными каналами или транкинговые (высокая плотность абонентов, централизованное управление системой);

аналоговые (оперативная речевая связь, статусные сообщения);

цифровые интегрированные системы (оперативная речевая связь, дуплексная беспроводная телефония, все виды передачи данных).

1.2 Многоканальная система связи

Многоканальная связь- система электросвязи, обеспечивающая одновременную и независимую передачу сообщений от нескольких отправителей к такому же числу получателей. Многоканальная связь применяется для передачи по кабельным, радиорелейным и спутниковым линиям связи телефонных и телеграфных сообщений, данных телеметрии и команд телеуправления, телевизионных и факсимильных изображений, информации для ЭВМ, в автоматических системах управления и т. д. Системы многоканальной связи в сочетании с коммутационными системами явятся важнейшими составными частями единой автоматизированной системы связи <#"564023.files/image001.gif">

Найдем суммы S_i и определим двоичное число

N=S₄ S₃ S₂ S₁=1011

В восьмом, втором и первом разрядах произошла ошибка, т.е. не искаженная комбинация - 110110101.

) исходная комбинация:

Найдем суммы S_i и определим двоичное число

N=S₄ S₃ S₂ S₁=0001

В первом разряде произошла ошибка, т.е. не искаженная комбинация - 1101010001

Определить и исправить ошибку в передаваемой комбинации вида:

Для контроля использовать метод четности.

Решение:

Проведем проверку на четность по строкам:

k₁=0; k₂=1; k₃=0;

по столбцам:

k₄=0; k₅=0; k₆=1; k₇=0.

Проверка показала, что ошибка возникла в разряде второй строки третьего столбца.

Запишем правильный вариант:

Задача 3

Условие: Найти преобразование Фурье для сигнала приведенного на рисунке

Решение:

Аналитическое выражение для сигнала:

Графическое представление сигнала:

Прямое преобразование Фурье:

Графическое представление спектра сигнала:

Задача 4

Для спектра, изображенного на рис.5 определить представление сигнала во временной области.

Рисунок 5

Решение:

Задача 5

Амплитудно-модулированный сигнал описывается математической функцией S_м(t)=7(1+0,3cos1500t)sin2π10⁵t, B. Определить: глубину модуляции, частоту модулирующего сигнала, несущую частоту, максимальную величину мгновенного значения амплитуды модулированного сигнала.

Решение:

Представим выражение для амплитудно-модулированного сигнала:

.

Из приведенного выражения видно, что глубина модуляции m_АМ=0,3.

Угловая частота модулирующего сигнала ω=1500. Отсюда частота модулирующего сигнала равна

Угловая частота несущего сигнала ω=2π10⁵. Откуда частота несущей определяется как

Теперь необходимо для определения максимальной величины мгновенного значения амплитуды модулированного сигнала, которое равно S_м+S_н, найти амплитуду модулирующего сигнала и несущего колебания. Амплитуда несущего колебания определяется из исходного выражения и равна S_н=5В. Определим амплитуду модулирующего сигнала. Поскольку глубина модуляции m_АМ равна

= m_АМ,

то определим из этого выражения S_м=m_АМ S_н, S_м=7∙0,3=2,1В. Максимальное значение амплитуды модулирующего сигнала равно

S_м+S_н=7+2,1=9,1В

Задача 6

Задача 4.1. Амплитудно-модулированный сигнал описывается математической функцией S_м(t)=9(1+0,2cos160t)sin2π10³t, B. Определить: глубину модуляции, частоту модулирующего сигнала, несущую частоту, максимальную величину мгновенного значения амплитуды модулированного сигнала.

Решение:

Представим выражение для амплитудно-модулированного сигнала:

Из приведенного выражения видно, что глубина модуляции m_АМ=0,2.

Угловая частота модулирующего сигнала ω=160. Отсюда частота модулирующего сигнала равна

Угловая частота несущего сигнала ω=2π10³. Откуда частота несущей определяется как

Теперь необходимо для определения максимальной величины мгновенного значения амплитуды модулированного сигнала, которое равно S_м+S_н, найти амплитуду модулирующего сигнала и несущего колебания. Амплитуда несущего колебания определяется из исходного выражения и равна S_н=9В. Определим амплитуду модулирующего сигнала. Поскольку глубина модуляции m_АМ равна

= m_АМ,

то определим из этого выражения S_м=m_АМ S_н, S_м=9∙0,2=1,8В. Максимальное значение амплитуды модулирующего сигнала равно

S_м+S_н=1,8+9=10,8В

Задача 7

Определить энтропию системы, которая описывается дискретной случайной величиной х_i со следующим рядом распределения р(х₁)= р(х₂)=0,1 р(х₃)= р(х₄)= р(х₅)=0,3.

Решение:

Запишем выражение для энтропии дискретной случайной величины:

бит.

Задача 8

Источник вырабатывает символы с вероятностями р₁=0,25; р₂=0,7; р₃=0,01, р₄=0,01 р₅=0,01 р₆=0,01 р₇=0,01. Передача информации осуществляется двоичным кодом, длительность всех символов которого равна 2 мс. Определить скорость передачи информации по каналу без помех при использовании равномерного кода.

Решение:

Запишем выражение для скорости передачи информации:

 дв.ед/с.