3.3 Поясните сущность термина «система радиосвязи», охарактеризуйте входящие в неё элементы.

Под системой радиосвязи понимают совокупность технических средств, служащих для передачи со­общений от источника к получателю посредством распространения радиоволн.

1) Кодер источника, служащий, прежде всего, для согласования объемов алфавитов дискретного источника {т » 2) и дискретного ка­нала (т = 2). В результате каждый символ источника преобразуется в к -разрядную двоичную комбинацию из 0 и 1. Очевидно, что к > log m .

2) Кодер канала, используемый для повышения помехоустойчиво­сти связи. В нем к входным (информационным) кодовым комбинациям добавляются дополнительные символы, называемые проверочными, которые вместе с правилом их формирования позволяют на приемной стороне обнаруживать и (или) исправлять некоторые из возможных ошибок передачи.

3) Модулятор, служащий для согласования первичного сигнала на выходе кодирующего устройства с характеристиками линии связи. Как правило, это преобразование сводится к преобразованию НЧ сигнала в ВЧ сигнал.

4) Линия связи (ЛС), представляющая собой среду распростране­ния сигнала в части пространства, разделяющего передающую и прием­ную стороны СС. В ЛС сигнал подвергается искажениям и действию помех.

Под помехами понимаются любые возмущения в канале передачи информации, вызывающие случайные отклонения принятого сообще­ния от переданного. Помехи обычно классифицируются по месту их возникновения, по статистическим свойствам и по характеру воз­действия на полезный сигнал.

Параметры передатчика: выходная мощность, стабильность частоты, диапазон рабочих частот, уровень внеполосных излучений, КПД.

ТРЧ – (ВЦ-УРЧ) преселектор, предварительное выделение сигналов и подавление побочных каналов приема.

ТПрЧ – основное усиление до детектора и основная избирательность (по соседнему каналу).

Побочные каналы: канал на зеркальной частоте, каналы приемника на гармониках гетеродина, прямой канал приема по промежуточной частоте.

Для защиты от прямого канала применяются организационные меры (запрещается излучение на ПЧ) и технические меры (в преселекторе устанавливается режекторный фильтр «пробка» настроенный на ПЧ).

Эти приемники используются во всех диапазонах частот, во всех режимах работы.

Минусы – сложная схема, сложная настройка.

3.4 Поясните особенности построения сигнально-кодовых конструкций при передаче информации в каналах с замираниями.

Для того чтобы получить одновременно наилучшую энергетическую и частотную эффективность радиосистем передачи, используется кодированная модуляция (решетчатая кодовая модуляция) или - в другой терминологии - используются определенные сигнально-кодовые конструкции (СКК).

СКК - это сигнальные последовательности, точки которых в многомерном пространстве плотно упакованы (чтобы обеспечить высокую частотную эффективность) и достаточно разнесены (чтобы обеспечить достаточно высокую энергетическую эффективность). Такими свойствами сигнальные последовательности обладают благодаря сочетанию многопозиционных сигналов и корректирующих кодов в единой конструкции. В качестве помехоустойчивых кодов в СКК обычно используются сверточные коды, а в качестве многопозиционных сигналов - чаще всего сигналы ФМ и АФМ (КАМ). Устройство, реализующее СКК, состоит из кодека, модема и согласующих устройств.

Рис. 5.22. Фрагмент модели двоичного канала связи

Принцип формирования сигнально-кодовых конструкций реализован в современных системах ЦРВ. Речь идет о системе кодирования с ортогональным частотным разделением (COFDM), базирующейся на двух основных принци­пах. Первый из них (OFDM) состоит в распараллеливании ин­формации: передаваемая информация распределяется по боль­шому числу (под)несущих, сконцентрированных в плотно упако­ванную группу (структуру). Каждая из несущих модулируется сиг­налом ОФМ-4 с низкой битовой скоростью, при которой длительность замираний намного меньше длительности одного передаваемого символа. В результате для каж­дой из этих несущих канал становится неселективным. В услови­ях многолучевости, вследствие частотно-селективных замираний, сигнал, принимаемый на некоторых несущих, усиливается, а на других - ослабляется. По этой причине некоторая часть инфор­мации передается с высоким качеством, в то время как другая может быть значительно искажена или даже потеряна.

Второй принцип эксплуатирует многолучевое распро­странение радиоволн между передатчиком и приемником, ис­пользуя тот факт, что сигналы, достаточно разнесенные по частоте и по времени, не могут быть искажены идентично. В то же время элементы информации, передаваемые в различные моменты времени на несущих, разнесенных по частоте, связа­ны между собой посредством кодирования исходной информа­ционной последовательности. Это, как правило, позволяет восстанавливать в приемнике потерянную информацию благо­даря ее корреляционной связи (обусловленной кодированием) с информацией, принятой правильно. В основе реализации второго базового принципа COFDM лежат сверточное кодиро­вание, декодирование по принципу максимального правдопо­добия (алгоритм Витерби) с мягкими решениями, а также перемежение по частоте и по времени.

Таким образом, система COFDM это:

- распараллеливание передачи информации, т.е. распределе­ние передаваемой информации по многим несущим, каждая из которых обеспечивает передачу низкоскоростного цифрового по­тока, вследствие чего длительность элемента сигнала увеличи­вается до 64 мкс (вместо 0,5 мкс при последовательной переда­че), что многократно превышает величину разброса задержек эхо-сигналов при многолучевом приеме; в этом случае частотная селективность канала не приводит к МСИ;

- частотно-временное перемежение, осуществляемое в N уз­кополосных каналах, когда каждый звуковой канал организуется на множестве (под)несущих, равномерно распределенных и пе­ремежающихся по каналу передачи;

- введение защитного интервала 8 мкс с целью исключения влияния МСИ при обработке (интегрировании) сигнала на приеме. При этом любой эхо-сигнал, пришедший в приемник в течение временного защитного интервала, не только не вызывает МСИ, но и увеличивает принимаемую мощность;

- использование двукратной ОФМ каждой ортогональной поднесущей и мощного помехоустойчивого кодирования, которое в сочетании с применением декодера Витерби в приемнике обеспечивает достаточно высокую частотную и энергетическую эффективность системы.

Помехозащищенность таких сиг­налов существенно возрастает, если корректирующий потен­циал помехоустойчивого кода расходуется не равномерно на весь передаваемый цифровой поток, а избирательно, обеспе­чивая неравную, большую защиту тех символов, которые в ней нуждаются - в соответствии со свойствами применяемой сис­темы модуляции. Неравная защита символов - это логика по­строения СКК.

Таким образом СКК решают сразу несколько задач: защита от ошибок, обеспечение частотной эффективности, борьба с замираниями и многолучевым распространением радиосигналов.