рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Радиоканалы

Радиоканалы - Лабораторная Работа, раздел Философия, Телекоммуникационные системы. Сигналы и каналы электрической связи. Системы связи с частотным разделением каналов. Цифровые системы передачи В Зоновых Сетях И Сетях Доступа Широко Используется Передача Информации С Пом...

В зоновых сетях и сетях доступа широко используется передача информации с помощью беспроводных технологий (радиоканалы и оптическая связь). Рассмотрим здесь основные принципы, достоинства и недостатки радиосвязи. Структурная схема радиоканала приведена на рисунке 5.19. Здесь входной цифровой сигнал модулирует несущую частоту передатчика. Высокочастотный сигнал с помощью передающей антенны излучается в свободное пространство. Электромагнитные волны распространяются либо в одном направлении (направленная передача), либо по всем направлениям (широковещательная передача). Приемная антенна выделяет полезный сигнал, далее он усиливается, выделяется из шумов, преобразуется в цифровой код.

Рассмотрим основные достоинства такого способа передачи:

1. Беспроводной режим передачи. В этом случае не требуется прокладка каких-либо кабелей. Поэтому радиоканалы могут применятся в труднодоступных местностях, в условиях горной местности, на море, в условиях городской застройки, когда прокладка кабеля затруднена и т.д.).

2. Связь с подвижными объектами.

3. Покрытие большой территории с помощью одного передающего центра (телевидение, радиовещание, радиодоступ в интернет).

4. Многообразие параметров радиосигналов и электромагнитных волн, позволяющих переносить информацию (амплитуда, фаза, частота радиосигнала, поляризация и направление распространения электромагнитной волны и комбинации этих параметров).

 

К недостаткам радиоканалов следует отнести:

1. Влияние различных шумов и помех, которые в радиодиапазоне проявляются больше в силу открытости канала передачи.

2. Влияние условий распространения радиоволн (осадки, рефракция, многолучевое распространение и т.д.).

3. Ограниченность частотного ресурса.

4. Ограниченная дальность действия.

Ниже в качестве примера рассмотрим радиорелейные линии связи.

 

Под радиорелейной связью понимают радиосвязь, основанную на ретрансляции радиосигналов дециметровых и более коротких волн станциями, расположенными на поверхности Земли. Сово­купность технических средств и среды распространения радиоволн для обеспечения радиорелейной связи образует радиорелейную линию связи. Используемые в ней радиоволны имеют два механиз­ма распространения: один — за счет земной радиоволны, второй — за счет тропосферной.

Земной называют радиоволну, распространяющуюся вблизи земной поверхности. Земные радиоволны короче 100 см хорошо распространяются, как правило, только в пределах прямой види­мости. Поэтому радиорелейную линию связи на большие расстоя­ния строят в виде цепочки приемо-передающих радиорелейных станций (РРС), в которой соседние РРС размещают на расстоя­нии, обеспечивающем радиосвязь прямой видимости, и называют ее радиорелейной линией прямой видимости (РРЛ).

На любой РРС устанавливают антенны, приемно-передающую аппаратуру и вспомогательные устройства (аппаратуру телеобслу­живания, служебной связи, гарантированного электропитания и др.). Комплекс аппаратуры, обеспечивающий нормальную ра­боту РРЛ, называют радиорелейной системой. Для РРЛ разработан ряд типовых радиорелейных систем.

Используемые на РРЛ диапазоны радиочастот облада­ют рядом достоинств. В каждом из этих диапазо­нов можно передавать много широкополосных сигналов. В этих диапазонах антенны с большими коэффициентами усиления имеют сравнительно небольшие размеры. Применение таких антенн по­зволяет получить устойчивую связь при малой мощности передат­чика. Спектр внешних помех атмосферного и промышленного происхождения лежит в низкочастотной области. Поэтому в диапазонах применения РРЛ и более высокочастотных таких по­мех практически нет.

Радиорелейную линию связи строят в виде цепочки приемопе­редающих РРС. На РРЛ устанавливают передатчики мощностью 0,1...10 Вт, приемники с коэффициентом шума около 10 дБ, ан­тенны с коэффициентом усиления около 40 дБ (площадь раскрыва около 10 м2). На такой РРЛ между антеннами соседних РРС должна быть прямая видимость. Для этого антенны устанавлива­ют на опорах, чаще всего на высоте 40...100 м. Расстояние между соседними РРС магистральных РРЛ обычно около 50 км.

Основные типы РРС: оконечная (ОРС), узло­вая (УРС) и промежуточная (ПРС). На ОРС и УРС устанавли­вают радиопередатчики и радиоприемники (рис. 5.19). В составе радиопередатчика — модулятор Мд и передатчик СВЧ сигнала П, в составе радиоприемника — приемник СВЧ сигналов Пр и демо­дулятор Дм.

 

Рисунок 5.19 – Структурная схема РРЛ

 

На ОРС, располагаемых на концах РРЛ, происходит ввод и выделение передаваемых сигналов.

На ПРС происходит ретрансляция радиосигнала: прием, уси­ление, сдвиг по частоте и передача в направлении следующей РРС.

Часть радио­релейной линии связи между соседними РРС, включающую аппа­ратуру и среду распространения радиосигнала, называют радио­релейным пролетом.

Разность уровней сигналов на выходе и вхо­де приемопередатчика ПРС превышает 100 дБ. Чтобы предотвра­тить самовозбуждение этого устройства, радиосигналы одного направления связи на ПРС (УРС) принимают и передают на разных частотах f1 и f2. Частотным сдвигом (частотный разнос) называют величину fсдв = |fа —f1|. Обычно на магистральных РРЛ fсдв=266 МГц.

Кроме частотного разноса для устранения самовозбуждения применяют поляризационную развязку. В этом случае антенна передатчика излучает электромагнитную волну с горизонтальной поляризацией, а приемная антенна настроена на волну с вертикальной поляризацией.

В практике РРЛ возможны ситуации, когда сигнал, излучаемый одной станцией (частота f1), будет приниматься не только соседней станцией, но и следующей за ней. Приемник этой станции настроен так же на частоту f1.Что бы избежать этой ситуации, применяют так называемый угловой разнос, когда все станции располагаются не по одной прямой, а в виде зигзагообразной ломаной линии.

Достоинства РРЛ во многом определяются направленностью антенн (дальность действия) и высокой пропускной способностью при ограниченной полосе пропускания. Рассмотрим эти характеристики подробней.

Зеркальные антенны. Это направленные антенны, содержащие первичный излучатель и отражатель антенны в виде металлической поверхности. Первичным излучателем (или облучателем) называют излучающий элемент антенны, связанный с фидером. На РРЛ используют следующие зеркальные антенны: параболические, рупорно-параболические, двухзеркальные и др.

Принцип формирования направленного излучения рассмотрим на примере передающей параболической антенны (рисунок 5.20а). Поверхность отражателя 1 является вырезкой из параболоида вращения и представляет собой металлическое зеркало. С фокусом зеркала F совмещен центр облучателя 2. Фокусное расстояние обозначено F*. Широко распространены рупорные облучатели, питаемые от волновода 3.

Рупор излучает сферическую волну, которая, отражаясь от отражателя, превращается в плоскую в раскрыве антенны. Ход лучей показан на рисунке 5.20 а и в тонкими линиями со стрелками. Раскрывом называют плоскость S, перпендикулярную фокальной оси MN и ограниченную кромкой зеркала (рисунок 5.20 а) либо проекцией на нее этой кромки (рисунок 5.20 в).

 

 

           
   
 
 
   
в)

 


Рисунок 5.20 – Схемы параболических антенн:

а – осесимметричной; б – осесимметричной улучшенной;

в – неосесимметричной (1 – отражатель; 2 – облучатель; 3 – фидер).

 

В плоскости раскрыва все лучи должны быть параллельны, т.е. иметь одинаковую фазу. Кроме того, амплитуды лучей также должны быть одинаковы. За счет этого мощность излучения концентрируется в направлении, перпендикулярном плоскости раскрыва. Чем больше S, тем уже главный лепесток ДН антенны и больше коэффициент усиления G. На практике амплитуда поля в раскрыве S обычно спадает к краям. Следовательно, в создании направленного излучения участвует не вся апертура S, а ее часть, называемая эффективной площадью антенны.

С целью увеличения пропускной способности РРЛ широкое применение находит квадратурная амплитудная манипуляция (КАМ). Этот вид манипуляции, по существу, представляет собой сочетание АМ и ФМ, в связи с чем его еще называют амплитудно-фазовой манипуляцией (АФМ). В случае КАМ изменяется и фаза и амплитуда несущей. Применяются КАМ четвертого уровня и выше (КАМ-4, КАМ-16 (рисунок 5.21), КАМ-64 и т.д.), причем КАМ-4 совпадает с ОФМ четвертого уровня.

Рисунок 5.21– КАМ-16 с примерами сигнальных точек квадрибитов 1110, 1000, 0111, 0001

На рисунке 5.21 в качестве примера приведены только некоторые точки на амплитудно-фазовой плоскости. Всего этих точек будет 16. В соответствии с теоремой Шеннона при заданной длительности импульса скорость передачи информации увеличится в 4 раза.

Вид модуляции одновременно определяет и ширину излучаемого спектра, а, следовательно, требуемую ширину полосы приемопередатчика, и пороговое отношение сигнал/шум в демодуляторе. В настоящее время в РРЛ используются следующие виды модуляции:

Для высокоскоростных РРС (от 155 Мбит/с и выше) – квадратурная амплитудная модуляция с уровнем квантования 64 и выше (64 QAM и выше) либо более сложные методы модуляции, объединяющие модуляцию и кодирование, в частности, решетчатая кодовая модуляция (ТСМ) и блоковая кодовая модуляция (ВСМ);

Для среднескоростных РРС – 16 QAM, 32 QAM;

Для низкоскоростных РРС (ниже 34 Мбит/с) – наиболее распространена модуляция QPSK (КАМ-4).


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Телекоммуникационные системы. Сигналы и каналы электрической связи. Системы связи с частотным разделением каналов. Цифровые системы передачи

Лабораторные работы часа.. практические занятия часа.. всего аудиторных занятий часов..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Радиоканалы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Каналы, тракты, системы и сети передачи информации
ТС предназначены для передачи информации. Для начала сформулируем некоторые определения: Информация – совокупность сведений, данных, знаний о каких-либо процессах, явл

Функциональные признаки
а) Сеть передачи (транспортная сеть, первичная сеть) – основа для оказания и распределения услуг. В сеть передачи входят: - системы передачи; - сетевые узлы –

Иерархические признаки (территориальные)
  По степени охвата пользователей телекоммуникационные системы разделяются следующим образом: 1.2.2.1 Глобальные - охватывают весь мир или значительную его ч

Стандартизация телекоммуникационных сетей и систем
Телекоммуникационные сети и системы являются сложными аппаратно-программными комплексами, распределенными на больших территориях и, как правило, состоящие из разнородных составляющих, т.е. включающ

Энергетические характеристики сигналов
К энергетическим характеристикам сигналов относятся абсолютные характеристики: мощность Р, напряжение U, ток I и их уровни передачи (логарифмические характеристики) pм, pu, p

Временные и спектральные характеристики первичных сигналов электросвязи
Временные и спектральные характеристики первичных сигналов электросвязи связаны с его формой. Для основных типов сигналов электросвязи они приведены в таблице 2.1   Таблица 2

Параметры сигнала с точки зрения его передачи по каналу связи
Основными параметрами аналогового сигнала с точки зрения его передачи по каналу связи являются: - длительность сигнала Тс; - ширина спектра DFс; - д

Сравнительная характеристика сигналов электросвязи
  Сигнал Полоса, Гц Динамический диапазон, дБ Количество информации, бит Телеграф  

Двусторонняя передача с 2-х проводным окончанием
Такой вид передачи является самым простым и дешевым. Он в массовом порядке используется в абонентских телефонных линиях. Передача сигнала осуществляется по паре проводов, которые протянуты от абоне

Каналы связи
Каналом передачи называется последовательное включение каналообразующего оборудования и линии связи. К каналообразующему оборудованию относятся модемы, передатчики и приемники, мультиплексоры и дру

Аналоговые типовые каналы
1. Канал тональной частоты (ТЧ) является основным в аналоговой телефонии. Он сосредоточен в частотном диапазоне 0.3 – 3.4 кГц. Входное и выходное сопротивления равны 600 Ом. Из

Формирование канальных и групповых сигналов
Главное требование, применимое к системам ЧРК, заключается в минимизации ширины спектра при преобразовании сигнала. Для экономного использования частотного ресурса используют модуляцию с одной боко

Накопление собственных помех в линейном тракте
Одним из существенных недостатков аналоговых систем передачи является накопление собственных помех в линейном тракте по мере прохождения сигнала. Рассмотрим участок линейного тракта, состоящий из и

Переходные помехи
  Эти помехи в АСП на электрических кабелях возникают в основном за счет электромагнитной связи между параллельными парами проводников в многопарных кабелях. Эта паразитная связь (нав

Цифровой сигнал
Прежде чем рассмотреть процедуру его формирования сформулируем основные принципиальные отличия аналоговых и цифровых сигналов. Аналоговый сигнал представляет из себя бесконечную последовательность

Линейное кодирование
Цифровойсигнал после процедуры группообразования и АЦП имеет вид, представленный на рисунке 4.7, а. Он является однополярным и в нем нетрудно выделить три типичных ситуации: 1) чередование

Оконечная станция ЦСП
С учетом всего изложенного структурная схема ЦСП приобретает более развернутый, но далеко не окончательный вид (рисунок 4.10). Здесь сигнал от абонента поступает по двухпроводной линии на

Достоинства и недостатки ЦСП
К достоинствам цифровых методов передачи относятся: - высокая помехоустойчивость обеспечивается наличием в двоичном цифровом сигнале всего двух состояний. В связи с этим воздействие импуль

Компандирование в ЦСП
Принципы компандирования кратко были рассмотрены в подразделе 4.1.2. Здесь этот вопрос рассмотрим более подробно. При равномерном квантовании шаг квантования D одинаков как для малых, так и для бол

Линейные коды
  Преобразование цифрового сигнала к виду, позволяющему передавать его с наименьшими энергетическими затратами, малым уровнем, называется преобразованием к коду передачи, а сами коды

Синхронизация в ЦСП
  В системах с ВРК принципиальным является четкое соблюдение временных соотношений импульсных последовательностей как на передающем, так и на приемном концах группового тракта. Под эт

Тактовая синхронизация
  Основное назначение тактовой синхронизации – обеспечение темпа передачи и согласование скоростей передачи и приема информации. Нарушение тактовой синхронизации приводит к увеличению

Цикловая синхронизация
Цикловая синхронизация отвечает за распределение канальных интервалов, определяя их начало и последовательность. При нарушении ЦС начало цикла в приемнике смещается относительно истинного положения

Самостоятельная работа
Процесс объединения цифровых сигналов различных каналов, как уже отмечалось в разделе 4.1, заключается в размещении импульсов последовательно во времени друг за другом (рисунок 4.42). Идеальная пос

Первичный цифровой сигнал (ИКМ-30)
В ЦСП групповой сигнал формируется в виде цикла. Длительность цикла τц равна времени дискретизации tд, которое равно 125мкс. В пределах цикла передается информация от N к

Шумы и помехи в цифровых системах передачи
В ЦСП на передачу информации влияют те же виды шумов и помех, что и в аналоговых системах (см. раздел3): тепловые и дробовые шумы, переходные помехи в многопарных электрических кабелях, атмосферные

Шумы дискретизации
  Если при дискретизации и передаче расстояния между отсчетами становятся не одинаковыми, то будут появляться шумы дискретизации, т.е. шумы неравномерности временных отсчетов:

Шумы квантования Самостоятельная работа
Природа шумов квантования связана с округлением отсчета сигнала до значения ближайшего уровня (рисунок 4.50). Последовательные ошибки квантования в ИКМ-кодере в общем случае предполагаются

Шумы незагруженного канала
Анализ выражения (4.3) показывает, что при заданном D отношение сигнал-шум мало для малых значений сигналов. Как показано на рисунке 4.54, шумы равны значениям сигнала, если значения его дискретных

Шумы ограничения Самостоятельная работа
При кодировании обычно искусственно ограничивают уровень выходного сигнала. Характеристика квантователя с ограниченным Sвых приведена на рисунке 4.56.  

Объединение цифровых потоков
Первичные цифровые потоки (ИКМ-30) могут объединяться для увеличения скорости передачи информации по одному групповому тракту. При этом за одно и то же время, например длительность цикла, нужно пер

Плезиохронная цифровая иерархия
Описанные выше принципы организации первичных цифровых потоков (ИКМ-30) и их объединение позволили предложить плезиохронную цифровую иерархию ЦСП (рисунок 4.62). Здесь на каждой ступени об

Синхронная цифровая иерархия (SDH)
Новая цифровая иерархия была задумана как скоростная информационная среда передачи для транспортирования цифровых потоков с разными скоростями. В этой иерархии объединяются и разъединяются потоки с

Линии связи
5.1 Кабельные линии связи.   Основой телефонных сетей, сетей передачи данных, кабельного телевидения являются кабельные линии передачи. В настоящее время

Линии связи на симметричном кабеле
Электрический кабель – это электротехническое изделие, содержащее изолированные друг от друга проводники, объединенные в одну конструкцию. В качестве изоляции используются бумага, полистирол, полиэ

Волоконнооптические кабели
  Оптический кабель представляет из себя скрученные оптические волокна ( 4 – 32 штуки ) из кварцевого стекла. В них используется явление полного внутреннего отражения. Работают волокн

Коммутация каналов и коммутация пакетов
  При распределении цифровых потоков преимущественно используются две технологии коммутации: 1. Коммутация каналов (КК). Здесь (рис. 6.1) между

Пространственная коммутация
  Основной функцией коммутатора является установление и разрыв соединения между двумя каналами передачи. Каналы передачи могут идти от коммутатора либо к абоненту, либо к другому комм

Временная коммутация
  Как было отмечено в разделе 6.1. временная коммутация имеет место только для цифровых потоков с временным разделением каналов. Здесь в одном цифровом потоке ( рисунок 6.12) информац

Цифровая телекоммуникационная сеть SDH
  Цифровая телекоммуникационная сеть SDH (рисунок 8.1) строилась поэтапно. В начале было построено волоконно-оптическое кольцо в г. Томске на базе 16-ти волоконного оптического кабеля

Сеть передачи данных
  Сеть передачи данных выполнена по комбинированной схеме путем построения выделенной магистральной сети с дополнением ее сегментами, наложенными на цифровую сеть SDH-PDH (рисунок 8.2

Перспективы развития сетей
  Развитие телекоммуникационных сетей прежде всего связано с развитием услуг и качеством их предоставления. Сейчас на ряду с традиционными услугами (телефония, телевидение, радиовещан

Список использованной и рекомендуемой литературы
1. Цифровые и аналоговые системы передачи / В.И.Иванов, В.Н. Гордиенко, Т.Н. Попов и др.- М.: «Горячая линия – Телеком», 2003.-232с. 2. Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекомм

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги