ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ. КОДИРОВАНИЯ И МОДУЛЯЦИЯ Талгатулы Тимур РЭТ16 р По дисциплине: «Теория электрической связи» Струговщиков Никита КАЗАХСКИИ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ И СООБЩЕНИЯ КАФЕДРА « Радиотехники Электроники и Телекоммуникации»

СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ИНФОРМАЦИЯ,СООБШЕНИЯ, СИГНАЛЫ. ЛИНИИ И КАНАЛЫ СВЯЗИ ПОМЕХИ И ИСКАЖЕНИЯ В КАНАЛЕ КОДИРОВАНИЕ И МОДУЛЯЦИЯ ДЕМОДУЛЯЦИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЕ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЯЗИ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА

Системы связи играют всё большую роль в жизни людей, объединяя и сближая отдельные страны, континенты и объекты космоса. Последние годы отмечены не только интенсивным развитием проводных и оптико- волоконных систем связи, но и заметным развитием систем радиосвязи. Помимо традиционных релейных и спутниковых систем радиосвязи быстро развиваются сети Мобильных цифровых сотовых систем радиосвязи. Разработки систем связи последнего времени используют не только возможности современных технологий, но и достижения современной теории связи, позволяющие повысить не только объёмы передаваемой информации, но и качество передачи сообщений (верность связи).Современная теория связи использует как детерминированные модели сигналов, так и вероятностные модели для передаваемых сообщений, соответствующих им сигналов и помех (шумов) в канале. ПРЕДИСЛОВИЕ

ИНФОРМАЦИЯ Понятия «информация» (от лат. informatio - разъяснение, изложение) и «сообщение» в настоящее время неразрывно связаны между собой. Эти близкие по смыслу понятия сложны, и дать их точное определение через более простые нелегко. Информация - это совокупность сведений или данных о каких-либо событиях, явлениях или предметах, то есть это совокупность знаний об окружающем нас мире.

СООБЩЕНИЯ Передача и хранение информации осуществляется с помощью различных знаков (символов), которые позволяют представить её в некоторой ту или иной форме, называют сообщения Сообщение это совокупность знаков, отображающих ту или иную информацию. Передача сообщений (а, следовательно, и информации) на расстояние осуществляется с помощью какого-либо материального носителя, например, бумаги или магнитной ленты или физического процесса, например, звуковых или электромагнитных волн, тока и т.д.

СИГНАЛ Физически процесс, отображающий ( несущий) передаваемое сообщение, называются сигналом. Сигналы формируется путем изменение тех или иных параметров физического носителя в соответствии с передаваемый сообщением. Этот процесс ( изменение параметров носителя) принято называть модуляцией. Делится на непрерывный сигнал и дискретный Сигнал и соответствующая информация называются непрерывным(а), если параметр непрерывная функция от времени. Сигнал называется дискретным(б), если он может принимать лишь конечное число значений. Параметры сигнала являются: Длительность Т, его диапазон длительности D, ширина спектра F. Vc=TcFcDc

ЛИНИЯ СВЯЗИ Линия связи, совокупность технических устройств и физической среды, обеспечивающая распространение сигналов от передатчика к приёмнику является составной частью канала связи (канала передачи). Иногда в состав канала связи включается несколько (на различных участках протяжённого канала связи используются кабельные, радиорелейные и др. ). Чаще одна и та же применяется для передачи сигналов, принадлежащих нескольким каналам связи (см. Линии связи уплотнение). В зависимости от характера сигналов, используемых для передачи сообщений, различают электрические, звуковые (акустические) и оптические.

КАНАЛЫ СВЯЗИ Канал связи (англ. channel, data line) система технических средств и среда распространения сигналов для односторонней передачи данных (информации) от отправителя (источника) к получателю (приёмнику). В случае использования проводной линии связи, средой распространения сигнала может являться оптическое волокно или витая пара. Канал связи является составной частью канала передачи данных. ИСТОЧНИК СИГНАЛА КАНАЛ СВЯЗИ СРЕДА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЛУЧАТЕЛ СИГНАЛА

Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи (тропосферные, спутниковые и др.). Такие каналы в свою очередь принято квалифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов, а также по изменению характеристик сигналов в зависимости от таких явлений, происходящих в канале, как замирания и затухание сигналов. КАБЕЛНЫЕ КАНАЛ СВЯЗИ КАНАЛЫ РАДИОСВЯЗИ

ПОМЕХИ И ИСКАЖЕНИЯ В КАНАЛЕ Помеха всякое постороннее воздействие на полезный сигнал, оказывающее мешающее действие при его приеме и проявляющее себя изменением его формы. При передаче сигнала по линии связи он искажается и воспроизводится с некоторой ошибкой. Причиной таких ошибок являются искажения сигналов в канале связи и помехи, воздействующие на сигнал. Искажения часто обусловлены известными характеристиками линии связи и тогда могут быть устранены путем надлежащей коррекции. Помехи заранее неизвестны и поэтому не могут быть полностью устранены. Они весьма разнообразны как по своему происхождению, так и по физическим свойствам.

ПОМЕХИ По способу взаимодействии По способу возникновения По форме Аддитивные Мультипликативныйые Внешними Атмосферные Космические Промышленные От других систем связи Внутренними Тепловые Дробовым Импульсными Флуктуационными Периодическими

При прохождении сигнала через систему связи и при воздействии на него помехи его форма изменяется. Изменение формы сигнала называется искажением. Различают нелинейные и линейные искажения. Нелинейными являются искажения, при которых в спектре сигнала появляются новые составляющие. Такие искажения вызваны нелинейностью характеристик элементов и блоков, входящих в аппаратуру системы связи. Линейными являются искажения, при которых в спектре сигнала не появляются новые составляющие. Такие искажения возникают из –за изменения соотношения между составляющими спектра сигнала.

КОДИРОВАНИЕ И МОДУЛЯЦИЯ Преобразование дискретного сообщения в сигнал обычно осуществляется в виде двух операций кодирования и модуляции. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность некоторых символов. Для этого устанавливают взаимно-однозначное соответствие между сообщениями и символами, которое называется кодом. Код должен быть известен (заложен в аппаратуру) как на передающей, так и на приемной сторонах. Модуляция представляет собой преобразование сообщения (первичного сигнала) в сигнал, пригодный для передачи по данной линии связи. При этом преобразовании осуществляется согласование источника с каналом.

ИСТОЧНИК КОДЕР ДЕКОДЕР АНАЛОГОВЫ Й КАНАЛ ПОЛУЧАТЕЛ ДЕКОДЕР ДЕМОДУЛЯТОР МОДЕМ КОДЕК СХЕМА СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРКТНЫХ СООБЩЕНИ

ДЕМОДУЛЯЦИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЕ Демодуляция (Детектирование сигнала) процесс, обратный модуляции колебаний, выделение информационного (модулирующего) сигнала из модулированного колебания высокой (несущей) частоты Декодер это некоторое звено, которое преобразует информацию из одного внешнего вида в другой вид, применяемый в каком-нибудь устройстве Восстановление переданного сообщения в приемнике обычно осуществляется в такой последовательности. Сначала производится демодуляция сигнала. В системах передачи непрерывных сообщений в результате демодуляции восстанавливается первичный сигнал, отображающий переданное сообщение. Этот сигнал затем поступает на воспроизводящее или записывающее устройство. В системах передачи дискретных сообщений в результате демодуляции последовательность элементов сигнала превращается в последовательность кодовых символов, после чего эта последовательность преобразуется в последовательность элементов сообщения, выдаваемую получателю. Это преобразование называется декодированием.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ Система связи характеризуется совокупностью параметров. Те из них, которые связаны с качеством системы монотонной зависимостью, называются показателями качества системы. Чем больше (меньше) значение показателя качества, тем лучше (хуже) при прочих равных условиях система. При проектировании системы принимают во внимание большое количество показателей качества и параметров в соответствии с заранее обоснованным критерием оптимальности. Наилучшей (оптимальной) считается такая система, которой соответствует наибольшее (наименьшее) значение некоторой целевой функции от показателей качества. Показатели качества и параметры систем связи условно делятся: на информационные (помехоустойчивость, скорость, пропускная способность и задержка передачи информации); технико-экономические (стоимость, габаритные размеры, масса); технико-эксплуатационные показатели (среднее время безотказной работы, температурный диапазон работы и т.д.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Cовременная теория электрической связи использует понятия и методы из различных научных областей и прежде всего математики, физики теории цепей, вычислительной техники. Все понятия и методы из этих областей образуют в ТЭС определённое единство и должны рассматриваться как одно целое в рамках системного подхода, принятого на вооружение современной науки. Основное понятие, использованное в ТЭС, понятие математической модели сообщений, сигналов, помех и каналов в системах связи. Все эти модели таковы, что позволяют с той или иной степенью полноты и точности осуществить две взаимосвязанные операции - анализ и синтез устройств преобразования сигналов.

ЛИТЕРАТУРА