1. Структура обобщенной цифровой системы мобильной радиосвязи. Показатели качества и эффективности системы(Попов)

Система связи – совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщения от источника к получателю.

a(t) – исходное сообщение, S(t) – сообщение со всеми преобразованиями переданное в канал связи, Z(t) – сообщение с помехами и искажениями поступающее на приемник.

Кодирование источника – это эффективное сжатие (преобразование) сообщения a(t) с выхода источника сообщения в последовательность двоичных символов a_k(t_i).

Взаимно-однозначное соответствие между сообщением и символами называется кодом.

Кодер канала производит ведение управляемой избыточности в информационную последовательность с выхода кодера источника. Эта избыточность повышает надежность декодирования декодера приемника.

Скорость кода определяется как отношение К/N, где К – длина информационной части кодового сообщения, N – суммарная длина информационной и избыточной части сообщения.

b_n(t_i) – представляет собой первичный электрический низкочастотный сигнал (модулирующий).

Модулятор преобразует b_n(t_i) в более высокочастотный вторичный сигнал S(t), пригодный для передачи по каналу связи.

Модуляция может быть двоичной и m-позиционной. При двоичной «0» и «1».

Синтезатор – переносит с промежуточной частоты в нужный диапазон излучения.

Сигнал на входе приемника Z(t) – поступает в аддитивной (+) смеси с помехами и искажениями, характерными для проводных каналов связи (амп-фаз.). Интерференционные искажения характерны для отдельных радиоканалов из-зи многолучевого распространения сигнала.

Демодулятор формирует алгоритм принятия решения о переданном символе b_n(t_i) первичного сигнала в соответствии с определенными критериями. Возникают ошибки и ≠b_n(t_i).

Последовательность ошибок в этой кодовой последовательности длиной n определяется выражением:

(сложение по модулю 2)

B_n – вектор ошибок.

Уменьшить количество ошибок увеличением мощности не всегда удается. Есть способы специальные: широкополосная модуляция и др.

Каналом связи называется совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигнала между точками системы (АА’, ББ’, CC’). Канал может быть дискретным или непрерывным независимо от характера передаваемого сообщения. Зависит от сечения. Непрерывный канал можно характеризовать объемом:

T_K – время передачи по каналу, F_K – полоса, D_K- динамический диапазон (отношение допустимой мощности передатчика к мощности помехи).

Если V_C≤V_K, то сигнал передается без искажений (согласование с каналом).

Под мобильной системой понимается система, реализующая поиск подвижного абонента и связь с ним. Сотовая структура связи приведена на рисунке ниже:

Увеличение количества одновременно обслуживаемых абонентов обеспечивается за счет фиксации в ЦК последнего места положения АС. При вызове АС с др. БС рисуется адресный выбор БС где зафиксировано местоположение нужной АС. Недостатки: низкая скорость, недостаточная для передачи движущихся изображений, несовместимость основных стандартов сотовой и транкинговой связи.

Показатели качества

1. Достоверность передачи дискретных сообщений

Оценивается коэффициентом ошибок (частость).

n_ОШ – число ошибочных символов

2. Среднее по ансамблю N – сеансов является оценкой средней вероятности ошибки

3. Помехоустойчивость системы

при заданной Р_ОШ

Чем меньше q_ВХ тем выше помехоустойчивость. Одной из задач теории синтеза является минимизация q_ВХ при прочих равных условиях. Задача анализа – определение зависимости Р_ОШ = f(q_ВХ).

4. Надежность. Оценивается КИД (коэффициент исправного действия)

n – число сообщений, принятых с качеством не ниже заданного

n_общее – общее число переданных сообщений

5. Скорость передачи информации (бит/с)

6. Скорость передачи в канале техническая

бод

Т – длительность элементарной посылки первичного сигнала b_n(t₀)

7. Пропускная способность канала связи.

Численно определяется максимальным количеством информации, которая может быть передана по нему в 1с.

Эффективность систем связи

Системы связи должны передавать информацию с наименьшими затратами энергии, времени на передачу единицы количества инфы (1 бит) при заданном качестве приема сообщений.

Удельные – значит в расчете на 1 бит.

1. Удельные энергетические затраты

Е – энергия эл-та сигнала

N₀ – спектральная плотность мощности помехи

2. Удельные затраты полосы частот. Определяется коэффициентом:

ΔF – полоса частот радиосигнала

R – скорость передачи инфы (бод)

Системы связи с малым называют спектрально эффективными.