U ovoj knjizi predstavljamo osnovne principe koji su u osnovi analize i sinteze digitalnih komunikacionih sistema. Predmet digitalne komunikacije podrazumijeva prijenos informacija u digitalnom obliku iz izvora koji stvara informacije za jednu ili više destinacija. Za analizu i sintezu komunikacionih sistema posebno su važne karakteristike fizičkih kanala kojima se prenose informacije. Karakteristike kanala obično utiču na sintezu osnovnih građevnih blokova komunikacionog sistema. U nastavku opisujemo elemente komunikacijskog sistema i njihove funkcije.

1.1. ELEMENTI DIGITALNIH KOMUNIKACIJSKIH SISTEMA

Funkcionalni dijagram i glavni elementi digitalnog komunikacionog sistema su objašnjeni na Sl. 1.1.1. Izvorni izlaz može biti ili analogni signal, poput audio ili video signala, ili digitalni signal, poput izlaza štamparske mašine - diskretan je u vremenu i ima konačan broj izlaznih vrijednosti. U digitalnom komunikacijskom sistemu, poruke koje izdaje izvor se pretvaraju u niz binarnih znakova. U idealnom slučaju, možemo predstaviti izlaz izvora poruke sa što manje binarnih znakova. Drugim riječima, tražimo efikasnu reprezentaciju izvornog izlaza koji rezultira izvorom sa najmanjom redundantnošću ili bez nje. Proces efikasnog pretvaranja izlaza izvora - analognog i digitalnog - u niz binarnih simbola naziva se izvorno kodiranje ili kompresiju podataka.

Niz binarnih znakova iz izvornog kodera, koji ćemo nazvati izvor informacija, stiže na kanalni koder... Cilj kanalnog enkodera je da na kontrolisan način uvede neku redundantnost u informacioni bitstream koji se može koristiti na prijemniku za prevazilaženje efekata šuma i smetnji na koje se susreću prilikom prenosa signala preko kanala. Dakle, dodatna redundantnost služi za povećanje pouzdanosti primljenih podataka i poboljšava vjernost primljenog signala. U stvari, redundantnost u informacijskom nizu pomaže prijemniku da dekodira preneseni informacijski niz. Na primjer, trivijalan oblik kodiranja originalnog binarnog niza je jednostavno ponavljanje svakog binarnog znaka jednom, gdje je neki pozitivan cijeli broj. Složenije (netrivijalno) kodiranje se svodi na pretvaranje bloka iz informacijskih simbola u jedinstveni niz simbola tzv. kodna riječ... Količina redundancije koja se uvodi prilikom kodiranja podataka na ovaj način mjeri se omjerom. Recipročna vrijednost ovog omjera se, naime, naziva brzinakod.

Rice. 1.1.1 Osnovni elementi digitalnog komunikacionog sistema

Binarna sekvenca na izlazu enkodera kanala se dovodi do digitalnog modulatora, koji služi kao interfejs za komunikacioni kanal. Budući da su gotovo svi komunikacioni kanali koji se susreću u praksi sposobni za prijenos električnih signala (valnih procesa), glavna svrha digitalnog modulatora je da preslika binarni niz informacija u odgovarajući signal. Da bismo se pozabavili ovim problemom, pretpostavimo da kodirana informacijska sekvenca mora prenijeti jedan bit u određenom vremenu konstantnom brzinom bit/s. Digitalni modulator može jednostavno mapirati binarni simbol u signal i binarni simbol u signal. Na ovaj način se svaki bit enkodera prenosi zasebno. To nazivamo binarnom modulacijom. Alternativno, modulator može prenositi kodirane informacijske bitove istovremeno koristeći različite signale, jedan signal za svaku od mogućih sekvenci -bitova. To ćemo nazvati pozicionom modulacijom. Imajte na umu da se informacijski niz sa bitovima dovodi na ulaz modulatora svake sekunde. Posljedično, kada je brzina prijenosa podataka kanala fiksna, za prijenos jednog od signala koji odgovara informacijskom nizu bitova, vremenski interval je dodijeljen jednostruko duži nego kod binarne modulacije.

Komunikacijski kanal je fizički medij koji se koristi za prijenos signala od predajnika do prijemnika. Uz bežičnu komunikaciju, kanal može biti atmosfera (slobodni prostor). S druge strane, telefonska kola obično koriste različite fizičke medije, uključujući žičane veze, optičke kablove i bežične veze (kao što su mikrovalne radio veze). Za bilo koji fizički medij koji se koristi za prijenos informacija, bitno je da preneseni signal bude podložan nasumičnim izobličenjima kroz mehanizme kao što su izloženost aditivnoj termalnoj buci koju stvaraju elektronski uređaji, izloženost industrijskoj buci (na primjer, automobilske smetnje iz sistema za paljenje) , atmosferske smetnje (električni udari munje tokom grmljavine) itd.

Na prijemnoj strani digitalnog komunikacionog sistema, digitalni demodulator obrađuje odaslani signal izobličen kanalom i pretvara ga u niz brojeva koji predstavljaju procene prenetih podataka (binarne ili pozicione). Ovaj niz brojeva se dovodi u dekoder kanala, koji pokušava da rekonstruiše originalnu sekvencu informacija koristeći znanje o kodu kanala i redundantnosti sadržanoj u primljenim podacima.

Mjera performansi demodulatora i dekodera je frekvencija na kojoj se javljaju greške u dekodiranom nizu. Preciznije, prosječna stopa greške u bitu za izlazne simbole dekodera je pogodna mjera kvaliteta demodulator-dekoder. Općenito, vjerovatnoća greške je funkcija karakteristika koda, valnih oblika koji se koriste za prijenos informacija preko kanala, snage predajnika, karakteristika kanala, odnosno nivoa buke, prirode smetnji, itd., i metode demodulacije i dekodiranja. Ove okolnosti i njihov uticaj na karakteristike performansi komunikacionog sistema biće detaljno razmotrene u narednim poglavljima.

U završnoj fazi, kada se uzme u obzir analogni izlaz, izvorni dekoder prima izlaznu sekvencu od dekodera kanala i, koristeći znanje o metodi izvornog kodiranja primijenjenog na prijenos, pokušava rekonstruirati izvorni izvorni talasni oblik. Greške u dekodiranju i moguća izobličenja u izvornom koderu i dekoderu dovode do toga da je signal na izlazu izvornog dekodera aproksimacija izvornog signala izvora. Razlika ili neka funkcija razlike između originalnog i rekonstruisanog signala je mjera izobličenja koje unosi digitalni komunikacijski sistem.

Rice. 1.2. Blok dijagram digitalnog komunikacionog sistema.

Slika 1.3. - Proces pretvaranja diskretne poruke u signal i vraćanje signala u poruku

Hajde da opišemo svaki blok blok dijagrama digitalnog kontinuiranog sistema za prenos poruka.

1. Izvor informacija(poruke) generira signal namijenjen daljem prijenosu u komunikacijskom kanalu. Ovaj signal mora sadržavati nasumične komponente, inače neće nositi nikakve informacije.

Izvor informacija može obezbijediti podatke za prijenos putem komunikacijskog kanala kako u digitalnom obliku (savremeni digitalni nosioci informacija, različiti senzori sa digitalnim sučeljem i sl.), tako iu analognom obliku (analogni senzori, prijenos zvuka i slike itd.). Bez obzira na vrstu izvora informacija, podatke treba prikazati u najkomprimiranijem digitalnom obliku. Proces efikasnog pretvaranja podataka u niz binarnih simbola se naziva izvorno kodiranje ili kompresiju podataka... Tipično, podaci na digitalnim medijima su već komprimirani (na primjer, digitalno audio kodiranje sa gubicima MP3, algoritmi za kompresiju MPEG videa, algoritam kompresije JPEG slike), dok su analogni izvori podataka često suviše redundantni i zahtijevaju kompresiju.

2. Analogno-digitalni pretvarač. Digitalni kanal uključuje uređaje za pretvaranje kontinuirane poruke u digitalni oblik - analogno-digitalni pretvarač na strani odašiljanja i uređaj za konverziju digitalnog u kontinuirani signal - DAC na strani prijema. ADC, pomoću impulsno-kodne modulacije, pretvara signal iz analognog u digitalni oblik, predstavljen kao niz m-arnih kodnih kombinacija. Na prijemnoj strani, DAC rekonstruiše originalnu poruku iz primljenih kodnih reči.

Slika 1.4. ADC blok dijagram

Suština konverzije analognih vrijednosti je predstavljanje određene kontinuirane funkcije (na primjer, napona) od vremena do niza brojeva koji se odnose na određene fiksne točke u vremenu. Pretpostavimo, na primjer, da postoji signal (neprekidan) i da bi se pretvorio u digitalni potrebno je ovaj signal predstaviti u obliku niza određenih brojeva, od kojih se svaki odnosi na određeni trenutak u vremenu. Da biste analogni (kontinuirani) signal pretvorili u digitalni, potrebno je izvršiti 3 operacije: uzorkovanje, kvantiziranje i kodiranje.

Koncept analogno-digitalne konverzije usko je povezan s konceptom mjerenja. Ispod merenje razumije se proces poređenja izmjerene vrijednosti sa određenim standardom, pri analogno-digitalnoj konverziji ulazna vrijednost se poredi sa određenom referentnom vrijednošću (po pravilu sa referentnim naponom). Dakle, analogno-digitalna konverzija se može posmatrati kao merenje vrednosti ulaznog signala, a svi koncepti metrologije, kao što su greške merenja, su primenljivi na nju.

3. Modulator(lat. modulator- održavanje ritma) - uređaj koji mijenja parametre nosećeg signala u skladu sa promjenama u prenesenom (informacionom) signalu. Ovaj proces se zove modulacija i prenijeti signal modulirajući.

Prema vrsti kontroliranih parametara, modulatori se dijele na: amplituda, frekvencija, faza, kvadratura, jednostruki itd. Ako su nosioci impulsni signali, onda se moduliraju pomoću modulatora pulsne amplitude, frekvencije impulsa, vremena impulsa i širine impulsa. Kvalitet modulatora je određen linearnošću njegovih modulacijskih karakteristika.

Modulator je jedan od sastavnih dijelova predajnih uređaja za radio komunikaciju, radio i televizijsko emitiranje. Ovdje su nosioci harmonijske vibracije visoke frekvencije, a modulirajuće vibracije audio frekvencije i video signali. Modulatori se također koriste u radarima, pulsno-kodnim komunikacionim sistemima, daljinskoj kontroli i telemetriji. Modulatori koji pretvaraju direktne u promenljive napone koriste se u pojačivačima jednosmerne struje koji rade na principu modulacije-demodulacije kako bi se eliminisao nulti drift i povećala osetljivost analognih računarskih uređaja. Zove se uređaj koji radi na principu modulator-demodulator modem.

Slika 1.5. Modulacija analognog signala

4. Komunikacijski kanal(eng. kanal, data linija) - sistem tehničkih sredstava ili medij za širenje signala za prenos podataka od izvora do prijemnika. U slučaju korištenja žične komunikacijske linije, medij za širenje signala može biti optičko vlakno ili upredena parica.

Komunikacijski kanal je sastavni dio kanala za prijenos podataka. Komunikaciona linija se naziva medij koji se koristi za prijenos signala od predajnika do prijemnika. U električnim komunikacionim sistemima, ovo je kabl ili talasovod, u radio komunikacijskim sistemima, područje prostora u kojem se elektromagnetski talasi šire od predajnika do prijemnika.

Komunikacijski kanal se naziva skup sredstava koja osiguravaju prijenos signala od određene tačke A sistema do tačke B. Tačke A i B mogu se birati proizvoljno, sve dok signal prolazi između njih. Ako su signali koji pristižu na ulaz kanala i uzimaju se sa njegovog izlaza diskretni (po stanjima), tada se kanal naziva diskretno... Ako su ulazni i izlazni signali kanala kontinuirani, onda se kanal poziva kontinuirano... Također upoznajte diskretno-kontinuirano i kontinuirano-diskretno kanala, na čiji se ulaz primaju diskretni signali, a sa izlaza kontinuirani signali, ili obrnuto. Može se vidjeti da kanal može biti diskretan ili kontinuiran, bez obzira na prirodu poslanih poruka. Štaviše, u istom komunikacijskom sistemu mogu se razlikovati i diskretni i kontinuirani kanali. Sve zavisi od toga kako su tačke A i B odabrane za ulaz i izlaz iz kanala.

Kontinuirani komunikacioni kanal se može okarakterisati na isti način kao i signal sa tri parametra: vremenom T k tokom kojeg kanal emituje, dinamičkim opsegom D k i propusnim opsegom kanala F k. Također u komunikacijskom kanalu, smetnje se superponiraju na signal zbog različitih karakteristika medija za širenje.

Najvažniji pokazatelji komunikacijskog sistema su:

Brzina prijenosa;

Bandwidth;

Imunitet.

Osim toga, u svim komunikacionim sistemima mora biti ispunjen sljedeći uvjet: propusni opseg> brzina prijenosa.

Imunitet na smetnje odnosi se na sposobnost sistema da izdrži štetne efekte smetnji na prenos poruka. Poziva se maksimalna količina informacija koja se može prenijeti binarnim karakterom bit... Postoji mnogo drugih parametara koji karakterišu kvalitet komunikacionog sistema sa različitih tačaka gledišta. To uključuje tajnost komunikacije, pouzdanost sistema, dimenzije i težina opreme, trošak opreme, operativni troškovi itd.

5. Demodulator, detektor(fr. demodulateur) je elektronska jedinica uređaja koja odvaja korisni (modulacijski) signal od komponente nosioca.

Poslana poruka kod primaoca se obično obnavlja ovim redoslijedom. Prvo, primljeni signal se demodulira. U sistemima za kontinuiranu razmjenu poruka, demodulacija obnavlja primarni signal koji predstavlja prenesenu poruku. Ovaj signal se zatim šalje na uređaj za reprodukciju ili snimanje.

U sistemima prenosa diskretnih poruka, kao rezultat demodulacije, niz signalnih elemenata se pretvara u niz kodnih simbola, nakon čega se ovaj niz pretvara u niz elemenata poruke, koji se izdaju primaocu. Ova transformacija se zove dekodiranje.

Operacije demodulacije i dekodiranja nisu samo inverzne operacije modulacije i kodiranja. Kao rezultat različitih izobličenja i efekata smetnji, primljeni signal može se značajno razlikovati od odašiljenog. Stoga uvijek možete napraviti nekoliko pretpostavki o tome koja je poruka prenesena. Zadatak prijemnog uređaja je da odluči koju od mogućih poruka je stvarno prenio izvor. Poziva se dio prijemnog uređaja koji analizira dolazni signal i odlučuje o poslanoj poruci odlučujuća šema.

6. Digitalno-analogni pretvarač (DAC) - uređaj za pretvaranje digitalnog (obično binarnog) koda u analogni signal (struja, napon ili punjenje). D/A pretvarači su interfejs između diskretnog digitalnog sveta i analognih signala

Uobičajeni tipovi elektronskih DAC-ova:

- modulator širine impulsa- najjednostavniji tip DAC-a. Stabilni izvor struje ili napona se periodično uključuje na vrijeme proporcionalno konvertovanom digitalnom kodu, a zatim se rezultujuća impulsna sekvenca filtrira pomoću analognog niskopropusnog filtera. Ova metoda se često koristi za kontrolu brzine električnih motora, a također postaje popularna u Hi-Fi audio opremi;

- DAC oversampling, kao što je - DAC zasnovan na varijabilnoj gustini impulsa. Prekomerno uzorkovanje vam omogućava da koristite DAC sa manjom dubinom bita da biste postigli veću dubinu bita konačne konverzije. Često su delta-sigma DAC-ovi izgrađeni oko vrlo osnovnog 1-bitnog DAC-a koji je skoro linearan. Niskobitni DAC prima impulsni signal sa modulisana gustina impulsa(konstantna širina impulsa, ali varijabilni radni ciklus) generirano korištenjem negativne povratne sprege. Negativna povratna sprega djeluje kao visokopropusni filter za šum kvantizacije.

- Vaganje DAC, u kojem svaki bit konvertovanog binarnog koda odgovara otporniku ili izvoru struje spojenom na zajedničku tačku sumiranja. Struja izvora (provodljivost otpornika) je proporcionalna težini bita kojem odgovara. Dakle, svi bitovi koda različiti od nule se dodaju težini. Metoda ponderiranja je jedna od najbržih, ali je karakterizira niska preciznost zbog potrebe za skupom mnogo različitih preciznih izvora ili otpornika i promjenjive impedancije. Iz tog razloga, ponderi DAC nisu širi od osam bita;

- Ladder DAC(lančana R-2R-šema). U R-2R-DAC-u vrijednosti se stvaraju u posebnom krugu koji se sastoji od otpornika s otporima R i 2R naziva se matrica konstantne impedancije. Ova matrica ima dvije vrste uključivanja: direktnu - matrica struja i inverznu - matrica napona. Upotreba istih otpornika može značajno poboljšati tačnost u poređenju sa konvencionalnim DAC-om za vaganje, budući da je relativno lako proizvesti set preciznih elemenata sa istim parametrima. DAC-ovi tipa R-2R omogućavaju povlačenje ograničenja na širinu bita. Sa laserskim reznim otpornicima na jednoj podlozi postiže se tačnost od 20-22 bita. Većina vremena konverzije se provodi u operacionom pojačalu, tako da treba da ima maksimalne performanse. DAC brzina od nekoliko mikrosekundi ili manje (tj. nanosekunde)

DAC-ovi se nalaze na početku analogne putanje bilo kojeg sistema, stoga parametri DAC-a u velikoj mjeri određuju parametre cijelog sistema u cjelini.

7. Primalac informacije(izlaz signala) - to može biti zvučnik, TV ekran, bilo koji uređaj koji reproducira primljeni signal.

Kako je osoba kao primalac informacije ključni element svakog telekomunikacionog sistema, kvalitet signala se ocjenjuje njegovom subjektivnom percepcijom govora. Glavni pokazatelji kvalitete primljenog govora uključuju: čitljivost (razumljivost), volumen i prirodnost.

Razumljivost govora- definišuća karakteristika putanje prenosa govora, jer ako put ne pruža potpunu razumljivost govora, nijedna od njegovih drugih prednosti nije bitna - nije upotrebljiva. Za direktno određivanje ove kvalitativne karakteristike postoji samo jedan metod - subjektivni statistički testovi (SSS), koji zahtijeva veliku količinu govornog materijala obrađenog kodecima i putem prijenosa, te uključivanje grupe stručnjaka (obučenih slušalaca i govornika). Razvijena je indirektna, objektivna kvantitativna metoda za određivanje razumljivosti govora kroz razumljivost.

ZAŠTO BROJ?

Digitalna dvosmjerna radio komunikaciona tehnologija je dizajnirana da riješi problem zagušenja radiofrekventnog spektra i osigura efikasnost njegovog korištenja. Postoje milioni analognih radija u upotrebi širom svijeta, itd.ogroman broj korisnika u radiofrekvencijskim opsezima značajno degradira kvalitet i pouzdanost komunikacije. Neke zemlje su već usvojile zakone koji od proizvođača zahtijevaju da proizvode i prodaju samo opremu za digitalnu radio komunikaciju. Kao rezultat toga, većina proizvođača radio opreme ulaže u nove digitalne radio tehnologije kako bi zadovoljila sve veću potražnju za efikasnijom dvosmjernom radio opremom. Brojka mijenja način na koji korisnici razmišljaju o komunikaciji i korištenju radio stanica.

Nedostaci analognih radio komunikacija

Analogni radio komunikacijski sistemi i dalje imaju širokuaplikacije, a njihovi korisnici su itekako svjesni njihovog nedostaci:

^^ Kvalitet zvuka

Pozadinska buka i atmosferske smetnje.

^^ Nestabilan rad

Slučajni padovi prilikom slanja ili primanja poziva.

^^ Domet radio komunikacije

Smanjenje efikasnosti sa povećanjem udaljenosti.

^^ Nedovoljna sigurnost radio komunikacija

Nekontrolisano slušanje razgovora.

^^ Zagušenje kanala

Rizik od gubitka važnog poziva zbog rada stranaca

radio stanice i smetnje.

^^ Kontrola poziva

Nemogućnost uspostavljanja direktnog poziva određenom

DIGITALNA TEHNOLOGIJA MIJENJA PREZENTACIJU LENY O RADIO KOMUNIKACIJAMA

Razvojem novih digitalnih tehnologija koje uključuju tradicionalnu funkcionalnost analognih uređaja sa nizom dodatnih funkcija, korisnici dobijaju širok spektar mogućnosti radio komunikacije. Konzistentno visok kvalitet poziva Zvuk - Digitalne tehnologije pružaju bolje odbijanje buke i smetnji, održavajući kvalitet zvuka na većoj udaljenosti tako da korisnici jasno i jasno čuju ono što se govori. Upotreba vokodera AMBE + 2™ pomaže u dramatičnom poboljšanju kvaliteta zvuka koji se prenosi u bučnim okruženjima kako bi se postigla efikasnost spektra. Pokrivenost - digitalna tehnologija pomaže korisnicima da upućuju više poziva na više lokacija. Digitalni signal ostaje jak i jasan u cijelom opsegu radio prijenosa. Povećana robusnost digitalnog radio signala pruža veći komunikacijski domet koji je ranije bio nedostupan.

POBOLJŠANA KONTROLA POZIVA

Kontrola- uobičajena želja korisnika analognog radija je da kontrolišu one koji primaju

poruke i izbjegavajte emitiranje poruka širokom krugu slušatelja. Digitalna tehnologija to omogućava jedinstvenim identifikatorom koji se dodjeljuje svakoj digitalnoj radio stanici. Korisnik može selektivno pozivati ​​pojedinačnu radio stanicu ili grupu, pozivajući samo one pretplatnike koji trebaju prenijeti određene informacije.

Mogućnosti kontrole poziva

^^ Individualni poziv- korisnik može direktno pozvati drugog određenog korisnika i niko drugi na kanalu ga neće čuti.

^^ Grupni poziv- korisnik može pozvati određenu grupu korisnika. Istovremeno, svi članovi grupe čuju jedni druge, ali ih ne mogu čuti drugi korisnici koji nisu dio ove grupe, uprkos činjenici da će koristiti isti kanal.

^^ Opšti poziv- korisnik poziva sve radio stanice na kanalu.

^ ^ Kasni ulazak- tokom aktivne faze individualnog ili grupnog poziva, drugi korisnici se mogu pridružiti razgovoru u kasnijoj fazi.

Tekstualne poruke- digitalne tehnologije omogućavaju slanje i primanje tekstualnih poruka, programiranih i proizvoljnih. Dakle

Tako korisnik može ostati u kontaktu kada glasovna komunikacija nije moguća, kao i kada je potrebno sačuvati poruke za kasniju upotrebu.

Zaštita informacija- u digitalnom načinu rada nije potrebna dodatna oprema za zaštitu komunikacijskih kanala. Kada je funkcija enkripcije omogućena, poruke čuju samo oni pretplatnici kojima su upućene, dok nema značajnog smanjenja kvaliteta zvuka svojstvenog kodiranju u analognom načinu rada.

IDI NA ISPRAVAN BROJ NISU SVE DIGITALNE TEHNOLOGIJE ISTE

Za razliku od analognih radio komunikacionih sistema, koji, bez obzira na brend, mogu savršeno da međusobno komuniciraju, digitalni sistemi koriste jedan od dva protokola: TDMA ili FDMA. Važno je napomenuti da su ova dva protokola nekompatibilna, tj. u digitalnom sistemu, FDMA radio neće komunicirati sa TDMA radiom. Globalno, više od 74% digitalnih radija koristi TDMA protokol za povećanje efikasnosti i snage.

NOVA FAZA VELIKOG PUTA

Ono što vam je prije odgovaralo ne znači da će vam i dalje odgovarati - možetepriuštiti bolju komunikaciju Prevazilaženje nedostataka analognih uređajastare generacije i težnja za boljim kvalitetom zvuka, pouzdanom zaštitom i dužim dometom komunikacije - to je jeftino dvosmjerna radio komunikacija Vertex eVerge. Kompatibilna s drugim analognim uređajima, ova visokotehnološka rješenjapružiti više opcija za najbolje rješenje problema radio komunikacije.

^^ izlazna snaga 45W VHF /

^^ 16 kanala

"Fiziologija" i "Anatomija" digitalne komunikacije GSM standarda

U protekle dvije decenije u cijelom svijetu je došlo do intenzivnog razvoja mobilnih komunikacionih sistema, koji su ne samo vrlo praktični, već su u mnogim slučajevima postali jednostavno nezamjenjivi vid usluge. Sistemi celularne radio komunikacije su bili široko korišćeni, čije je stvaranje postalo veliko naučno i tehničko dostignuće 80-90-ih. Ovi sistemi zahtijevaju ograničen radio-frekvencijski spektar za rad zbog prostorne raznolikosti ko-frekvencijskih primopredajnika. Prvi takvi javni mobilni komunikacioni sistemi pojavili su se u inostranstvu krajem 1970-ih i od tada je rast potražnje za njima značajno nadmašio potražnju za drugim komunikacionim uslugama. Do sredine 1980-ih, analogni ćelijski komunikacioni sistemi (ACS - Analog Communication System), koji su postali prva generacija takvih sistema, postali su široko rasprostranjeni u velikom broju zemalja. Međutim, analiza ozbiljnih nedostataka svojstvenih analognim sistemima (posebno, nekompatibilnost različitih standarda, nedovoljno visok kvalitet komunikacije i njezina ovisnost o uklanjanju mobilnog pretplatnika sa bazne stanice, poteškoće sa šifriranjem poslanih poruka i niz drugih), krajem 80-ih godina pokazao je da ih je moguće prevazići samo na bazi digitalne tehnologije.

Analogni standard za skandinavsku mobilnu telefoniju (NMT-450 - Nordijski mobilni telefon) koristi frekvencijski opseg 453 - 468 MHz. U ovom slučaju se obezbjeđuje mnogo veća servisna površina za jednu baznu stanicu u odnosu na druge standarde i, shodno tome, niži troškovi, kao i nisko slabljenje signala na otvorenom prostoru. Mogućnost korišćenja komunikacija na udaljenosti od nekoliko desetina kilometara od bazne stanice pod povoljnim vremenskim uslovima čak i van garantovanog područja pokrivenosti, ako pretplatnik može da poveže visokoefikasne usmerene antene i pojačala, veoma je korisna za velika područja sa malom gustinom naseljenosti. . Povratak novčića je slaba otpornost na buku, jer je u ovom frekvencijskom opsegu nivo raznih vrsta smetnji i njihov uticaj veći nego u opsezima od 800, 900 i 1800 MHz (posebno uočljivo u velikim gradovima gde je industrijska mreža razvijena), a manje nego u digitalnim standardima komunikacionih sistema (DCS - Digital Communication System), mogućnost pružanja širokog spektra usluga. Između ostalog, ovaj standard apsolutno nije zaštićen od prisluškivanja, jer je njegov frekvencijski pojas tipičan za prijem ultrakratkovalnog prijemnika odgovarajućeg raspona. Kao vrh svega, treba napomenuti da se planira zamjena analognih standarda digitalnim - na primjer, NMT-450 za GSM-400.

Analogni standard AMPS (Advanced Mobile Phone Service) sa radnim frekvencijskim opsegom od 825 - 890 MHz karakteriše veći kapacitet mreže od NMT-450 i pouzdanija komunikacija u prostorijama, niska podložnost industrijskim i atmosferskim smetnjama. Međutim, manje područje pokrivenosti jedne bazne stanice primorava operatere da ih postave bliže jedan drugom. Uzimajući u obzir ove nedostatke, razvijen je digitalno poboljšani DAMPS standard.

Digitalni standard DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service) sa radnim frekvencijskim opsegom od 825 - 890 MHz ima kapacitet mreže znatno veći od kapaciteta NMT-450 i AMPS. Mogućnost rada mobilnih uređaja u digitalnom i analognom načinu rada, širok spektar usluga, kao i kapaciteti ćelijskih mreža koje rade u ovom standardu su niži nego u potpuno digitalnim sistemima, ali i dalje znatno veći nego u analognim. Ukoliko u romingu pretplatnik iz analogne AMPS mreže uđe u digitalnu - DAMPS, analogni kanali mu se dodjeljuju za rad, ali u ovom slučaju prednosti digitalne komunikacije nisu dostupne.

Digitalne mobilne mreže postale su druga generacija takvih mobilnih komunikacionih sistema. Prelazak na tehnologiju druge generacije omogućio je korištenje niza novih rješenja, uključujući efikasnije modele ponovne upotrebe frekvencija, vremensku podjelu kanala među sobom, vremensko razdvajanje procesa prijenosa i prijema u dupleks komunikaciji, efikasne metode borbe protiv bledenja i izobličenja signala. , efektivni govorni kodeci male brzine sa enkripcijom odaslanih poruka za obavljanje šifrovanog prenosa, efikasnije metode modulacije i integracija telefonskih usluga sa prenosom podataka i drugih mobilnih servisa.

Ali glavna karakteristika digitalne tehnologije je softverska kontrola mnogih procesa, uključujući formiranje logičkih kanala, prebacivanje mobilnog pretplatnika između ćelija, organizaciju modernih komunikacionih protokola zasnovanih na referentnom modelu međusobnog povezivanja otvorenih sistema (MOSC - Open System Communication). Model) Međunarodne organizacije za standardizaciju (ISO - International Standards Organization) kao i upravljanje pametnom mrežom. Ove prednosti su odredile dalji razvoj ćelijskih sistema 90-ih godina zasnovanih na digitalnoj tehnologiji.

Postoji nekoliko standarda za digitalne komunikacione sisteme: evropski GSM (Globalni sistem za mobilne komunikacije), američki ADS (američki digitalni sistem), koji se tradicionalno koristi u SAD PCS (Personal Communications Service), engleski (DCS - Digital Cellular System) DCS-1800 , koji je direktan analog GSM-1800, i japanski JDS (Japan Digital System). U zemljama ZND, GSM standard se više koristi. Ovaj standard, koji definiše rad u javnim radiotelefonskim mrežama, postao je rasprostranjen u Evropi, ali su SAD usvojile standard PCS-1900, što ukazuje na njegovu nekompatibilnost sa evropskim zbog različitih radio frekvencija koje se koriste za komunikaciju. Konkretno, Evropski institut za telekomunikacijske standarde (ETSI) je standardizovao i definisao glavne odredbe standarda mobilnih komunikacija koji su trenutno na snazi ​​u Evropi.

Za rad javnih celularnih sistema u većini zemalja ZND-a dodeljeni su frekventni opsezi: 450 MHz za analogni sistem NMT-450i i opseg od 900 MHz za GSM sisteme. Ova dva sistema standarda NMT-450i i GSM-900 dobila su savezni status. Dalji razvoj celularnih sistema povezan je kako sa razvojem opsega od 1800 MHz za GSM sistem, tako i sa prelaskom na treću generaciju ćelijskih sistema, koji omogućavaju fleksibilnije rešavanje problema pružanja kanala mobilnim pretplatnicima ( uključujući one sa različitim brzinama prenosa) zbog sistema širokopojasnog prenosa i višestrukog pristupa sa višestrukim kodom (CDMA).

U sistemima prve i druge generacije sa višefrekventnom (FDMA - Frequency Division Multiple Access) i vremenskom (TDMA - Time Division Multiple Access) podelom kanala, kvalitet komunikacije je određen brojem obezbeđenih kanala i opterećenjem koje je ograničeno skupom dostupnih kanala, a ako su svi zauzeti, pretplatnik se odbija. U sistemu podjele koda, međutim, postoji ograničenje na smetnje. Iako postoji ograničen broj kodova i fiksni broj hardvera za kanalizaciju, ova ograničenja obično nisu ispunjena. Stvarno ograničenje propusnog opsega proizlazi iz činjenice da sve veze koje istovremeno koriste cijeli dodijeljeni frekvencijski spektar mogu uzrokovati međusobne smetnje. Tako se postiže „meka“ kontrola propusnog opsega u smislu da je povećanje broja korisnika (iznad određene granice) praćeno glatkim pogoršanjem kvaliteta komunikacije.

Digitalna komunikacija

Digitalna komunikacija- oblast tehnologije koja se odnosi na prenos digitalni podaci na daljinu.

Danas se digitalna komunikacija također široko koristi za prijenos analogni(kontinuirani u nivou i vremenu, na primjer, govor, slika) signale, koji za tu svrhu digitalizovano(diskretizovano). Takva transformacija je uvijek povezana sa gubicima, tj. analogni signal je digitalno predstavljen sa određenom nepreciznošću.

Moderni digitalni komunikacioni sistemi koriste kablovske (uključujući optičke), satelitske, radio relejne i druge linije i komunikacione kanale, uključujući analogne.

Točka-točka komunikaciona linija

Komunikaciona linija

Oprema koja generiše podatke iz korisničkih informacija, kao i predstavljanje podataka u obliku razumljivom korisniku, naziva se terminalna oprema (DTE, data terminal equipment). Oprema koja pretvara podatke u oblik pogodan za prijenos preko komunikacijske linije i vrši inverznu konverziju naziva se terminalna oprema komunikacijske linije (DCE, oprema kanala podataka). Terminalna oprema može biti kompjuter, terminalna oprema je obično modem.

Prenos signala se vrši simboli... Svaki simbol predstavlja određeno stanje signala u liniji, skup takvih stanja je konačan. Dakle, simbol prenosi određenu količinu informacija, obično jedan ili više bitova.

Broj znakova koji se prenose u jedinici vremena naziva se brzina kucanja, ili brzina simbola(brzina prijenosa). Mjeri se u baudu (1 baud = 1 znak u sekundi). Količina prenesene informacije u jedinici vremena naziva se brzina prijenosa informacija i mjeri se u bitova u sekundi... Postoji uobičajena zabluda da su bitovi u sekundi i baud isti, ali to je tačno samo ako svaki znak prenosi samo jedan bit, što nije baš uobičajeno.

Pretvaranje podataka u oblik pogodan za prijenos preko komunikacijske linije/kanala naziva se modulacija.

Digitalne komunikacijske tehnologije

U digitalnim komunikacijama koriste se sljedeće tehnologije:

Kodiranje izvora informacija

Kompresija podataka

Šifrovanje podataka

Kodiranje protiv smetnji

Svaki komunikacioni sistem je podložan šumu i specifičnostima komunikacionih linija i kanala (i, kao posledica toga, pojavi izobličenja), što može dovesti do nepravilnog prijema signala. Za suzbijanje nastalih grešaka, u signal se uvodi posebno dizajnirana redundantnost, koja omogućava prijemnoj strani da otkrije i, u nekim slučajevima, ispravi određeni broj grešaka. Postoji veliki broj kodova za ispravljanje grešaka (PU) koji se razlikuju po redundantnosti, mogućnostima detekcije i ispravljanja.

Glavne klase kodova protiv ometanja:

• Blok kodovi transformacija fiksnih blokova informacija dužine k simbole (ovi simboli se mogu razlikovati od onih koji se koriste za modulaciju) u blokove dužine n karaktera. U ovom slučaju, dekodiranje svakog bloka se izvodi zasebno i nezavisno od ostalih. Primjeri blok kodova: Hamming kodovi, BCH kodovi, Reed-Solomon kodovi.

• Konvolucijski kodovi rade sa kontinuiranim tokom podataka, kodirajući ih koristeći registre pomaka s linearnom povratnom spregom. Dekodiranje konvolucijskih kodova se po pravilu izvodi pomoću Viterbijevog algoritma.

Modulacija

vidi takođe

Književnost

• Bernard Sklar. Digitalna komunikacija. Teorijske osnove i praktična primjena = Digitalne komunikacije: osnove i primjene. - 2. izd. - M.: "Williams", 2007. - S. 1104. - ISBN 0-13-084788-7
• Prokis J. Digitalna komunikacija. Per. sa engleskog / Ed. D. D. Klovsky. - M.: Radio i komunikacija, 2000. ISBN 5-256-01434-X
• Feer K. Bežična digitalna komunikacija. Tehnike modulacije i širenja spektra. Per. sa engleskog - M.: Radio i komunikacija, 2000. ISBN 5-256-01444-7
• Vasilenko G.O., Milyutin E.R. Proračun pokazatelja kvaliteta i dostupnosti digitalnih komunikacijskih linija. - SPb.: Izdavačka kuća "Link", 2007. - 192 str.

Wikimedia fondacija. 2010.

Pogledajte šta je "Digitalna komunikacija" u drugim rječnicima:

Prijenos informacija u diskretnom obliku (digitalni oblik). Međutim, diskretne poruke se mogu prenositi analognim kanalima i obrnuto. Trenutno digitalna komunikacija zamjenjuje analognu (u toku je digitalizacija), budući da analogni signali ... Poslovni pojmovnik

digitalna komunikacija- - [Ya.N. Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Y.S.Kabirov. Engleski ruski rečnik elektrotehnike i elektroenergetike, Moskva, 1999.] Predmeti elektrotehnike, osnovni pojmovi EN digitalna komunikacija...

digitalna komunikacija optičkim vlaknima- skaitmeninis šviesolaidinis ryšys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. optička digitalna komunikacija vok. faseroptische numerische Kommunikation, f; Lichtfaser Digitalübertragung, f rus. digitalna komunikacija putem optičkog vlakna, f pranc…… Automatikos terminų žodynas

FE "VELCOM" Godina osnivanja 1999 Tip Unitarno preduzeće Moto kompanije I sutra će biti vaše (belor ... Wikipedia

lična digitalna komunikacija- (ITU T Q.1741). Telekomunikacijske teme, osnovni koncepti EN personalna digitalna komunikacijaPDC ... Vodič za tehničkog prevodioca

Komunikacija u tehnologiji je prijenos informacija (signala) na daljinu. Sadržaj 1 Istorija 2 Vrste komunikacije 3 Signal ... Wikipedia

Pogledajte DIGITALNE KOMUNIKACIJE Glosar poslovnih pojmova. Academic.ru. 2001 ... Poslovni pojmovnik

- (DSP, DSP engleski digitalna obrada signala) konverzija signala predstavljenih u digitalnom obliku. Bilo koji kontinuirani (analogni) signal se može vremenski uzorkovati i kvantizirati na nivou (digitalizirati), a zatim ... ... Wikipedia

Digitalna fizika, u fizici i kosmologiji, je skup teorijskih pogleda koji proizilaze iz pretpostavke da je svemir u suštini opisan informacijama i da je stoga izračunljiv. Iz ovih pretpostavki proizilazi da ... ... Wikipedia

digitalno poboljšana bežična- Panevropski standard za bežični pristup, koji je odobrio ETSI 1995. DECT standard opisuje tehnologiju organizovanja mikroćelijskih mreža za područja sa velikom gustinom pretplatnika (oko 100 hiljada pretplatnika/kv. km). Jedan od bitnih ... ... Vodič za tehničkog prevodioca

Knjige

• Digitalna kola i računarska arhitektura, Harris D.M. I u novom izdanju ispravljene su netačnosti, ...