În această carte, prezentăm principiile de bază care stau la baza analizei și sintezei sistemelor de comunicații digitale. Subiectul comunicării digitale presupune transmiterea de informații în formă digitală dintr-o sursă care creează informații pentru una sau mai multe destinații. Caracteristicile canalelor fizice prin care se transmite informația sunt deosebit de importante pentru analiza și sinteza sistemelor de comunicații. Caracteristicile canalului afectează de obicei sinteza elementelor de bază ale unui sistem de comunicații. Mai jos descriem elementele sistemului de comunicații și funcțiile acestora.

1.1. ELEMENTE ALE SISTEMELOR DE COMUNICARE DIGITALĂ

Schema funcțională și principalele elemente ale sistemului de comunicații digitale sunt explicate în Fig. 1.1.1. Ieșirea sursă poate fi fie un semnal analog, cum ar fi un semnal audio sau video, fie un semnal digital, precum ieșirea unei mașini de imprimat - este discretă în timp și are un număr finit de valori de ieșire. Într-un sistem de comunicare digitală, mesajele emise de o sursă sunt convertite într-o secvență de caractere binare. În mod ideal, putem reprezenta rezultatul sursei mesajului cu cât mai puține caractere binare posibil. Cu alte cuvinte, căutăm o reprezentare eficientă a ieșirii sursei care rezultă într-o sursă cu cea mai mică sau deloc redundanță. Procesul de conversie eficientă a ieșirii unei surse - atât analogice, cât și digitale - într-o secvență de simboluri binare se numește codificare sursă sau comprimare a datelor.

O secvență de caractere binare din codificatorul sursă, pe care o vom numi sursă de informații, ajunge la codificator de canal... Scopul codificatorului de canal este de a introduce într-o manieră controlată o anumită redundanță în fluxul de biți de informații care poate fi utilizată la receptor pentru a depăși efectele zgomotului și interferențelor întâlnite la transmiterea unui semnal pe canal. Astfel, redundanța adăugată servește la creșterea fiabilității datelor primite și la îmbunătățirea fidelității semnalului primit. De fapt, redundanța în secvența de informații ajută receptorul să decodeze secvența de informații transmise. De exemplu, o formă trivială de codificare a unei secvențe binare originale este să repeți pur și simplu fiecare caracter binar o dată, unde este un număr întreg pozitiv. Codarea mai complexă (non-trivială) se reduce la conversia unui bloc din simboluri informaționale într-o secvență unică de simboluri numită cuvânt cod... Cantitatea de redundanță introdusă la codificarea datelor în acest mod este măsurată prin raport. Reciproca acestui raport, și anume, se numește vitezăcod.

Orez. 1.1.1 Elemente de bază ale unui sistem de comunicații digitale

Secvența binară de la ieșirea codificatorului de canal este alimentată către modulatorul digital, care servește ca interfață cu canalul de comunicație. Deoarece aproape toate canalele de comunicație întâlnite în practică sunt capabile să transmită semnale electrice (procese ondulate), scopul principal al unui modulator digital este de a mapa o secvență binară de informații într-un semnal corespunzător. Pentru a rezolva această problemă, să presupunem că o secvență de informații codificate trebuie să transmită un bit într-un anumit timp la o rată constantă de biți/s. Un modulator digital poate mapa pur și simplu un simbol binar la un semnal și un simbol binar la un semnal. În acest fel, fiecare bit al codificatorului este transmis separat. Numim această modulare binară. Alternativ, modulatorul poate transmite biți de informații codificați simultan folosind semnale diferite, câte un semnal pentru fiecare dintre secvențele posibile de biți. Vom numi această modulație pozițională. Rețineți că secvența de informații cu biți este alimentată la intrarea modulatorului la fiecare secundă. În consecinţă, atunci când viteza de transmisie a datelor de canal este fixă, pentru transmiterea unuia dintre semnalele corespunzătoare secvenţei informaţionale de biţi, este alocat un interval de timp de o dată mai lung decât în ​​cazul modulării binare.

Un canal de comunicație este un mediu fizic care este utilizat pentru a transporta un semnal de la un transmițător la un receptor. Cu comunicația wireless, canalul poate fi atmosferă (spațiu liber). Pe de altă parte, circuitele telefonice utilizează de obicei o varietate de medii fizice, inclusiv legături cu fir, cabluri cu fibră optică și legături fără fir (cum ar fi legăturile radio cu microunde). Pentru orice mediu fizic utilizat pentru transmiterea informațiilor, este esențial ca semnalul transmis să fie supus unei distorsiuni aleatorii prin mecanisme precum expunerea la zgomotul termic aditiv generat de dispozitive electronice, expunerea la zgomotul industrial (de exemplu, interferența automobilului din sistemul de aprindere) , interferențe atmosferice (fulgerele electrice lovesc în timpul unei furtuni) etc.

Pe partea de recepție a sistemului de comunicații digitale, demodulatorul digital prelucrează semnalul transmis distorsionat de canal și îl convertește într-o secvență de numere care reprezintă estimările datelor transmise (binare sau poziționale). Această secvență de numere este transmisă decodorului de canal, care încearcă să reconstruiască secvența de informații inițială folosind cunoașterea codului canalului și redundanța conținută în datele primite.

O măsură a performanței demodulatorului și decodorului este frecvența la care apar erori în secvența decodificată. Mai precis, rata medie de eroare a biţilor pentru simbolurile de ieşire ale decodorului este o măsură convenabilă a calităţii demodulatorului-decodor. În general, probabilitatea de eroare este o funcție de caracteristicile codului, formele de undă utilizate pentru transmiterea informațiilor pe canal, puterea emițătorului, caracteristicile canalului, și anume nivelul de zgomot, natura interferenței etc., și metodele de demodulare și decodare. Aceste circumstanțe și impactul lor asupra caracteristicilor de performanță ale sistemului de comunicații vor fi discutate în detaliu în capitolele următoare.

În etapa finală, când se ia în considerare ieșirea analogică, decodorul sursă primește secvența de ieșire de la decodorul de canal și, folosind cunoștințele despre metoda de codificare a sursei aplicată transmisiei, încearcă să reconstruiască forma de undă sursă originală. Erorile de decodare și posibilele distorsiuni în codificatorul și decodorul sursă conduc la faptul că semnalul de la ieșirea decodorului sursă este o aproximare a semnalului sursă original. Diferența sau o anumită funcție a diferenței dintre semnalul original și cel reconstruit este o măsură a distorsiunii introduse de sistemul de comunicație digitală.

Orez. 1.2. Schema bloc a unui sistem de comunicații digitale.

Figura 1.3. - Procesul de conversie a unui mesaj discret într-un semnal și de conversie a unui semnal într-un mesaj înapoi

Să dăm o descriere a fiecărui bloc din schema bloc a unui sistem digital de transmisie continuă a mesajelor.

1. Sursa de informare(mesaje) generează un semnal destinat transmiterii ulterioare în canalul de comunicație. Acest semnal trebuie să conțină o componentă aleatorie, altfel nu va transporta nicio informație.

Sursa informațională poate furniza date pentru transmiterea prin canalul de comunicație atât în ​​formă digitală (suportoare de informații digitale moderne, diverși senzori cu interfață digitală etc.), cât și în formă analogică (senzori analogici, transmisie de sunet și imagini etc.). Indiferent de tipul sursei de informare, datele ar trebui prezentate în cea mai comprimată formă digitală. Procesul de conversie eficientă a datelor într-o secvență de simboluri binare este numit codificare sursă sau compresia datelor... De obicei, datele de pe mediile digitale sunt deja comprimate (de exemplu, codare audio digitală MP3 cu pierderi, algoritmi de compresie video MPEG, algoritm de compresie a imaginii JPEG), în timp ce sursele de date analogice sunt adesea prea redundante și necesită compresie.

2. Convertor analog-digital. Canalul digital include dispozitive pentru conversia unui mesaj continuu în formă digitală - convertor analog-digital pe partea de transmisie și un dispozitiv de conversie a semnalului digital în continuu - DAC pe partea de recepție. ADC, prin intermediul modulației impuls-cod, convertește semnalul din formă analogică în formă digitală, reprezentată ca o secvență de combinații de coduri multiple. Pe partea de recepție, DAC-ul reconstruiește mesajul original din cuvintele de cod primite.

Figura 1.4. Diagrama bloc ADC

Esența conversiei valorilor analogice este de a reprezenta o anumită funcție continuă (de exemplu, tensiune) din timp într-o succesiune de numere referite la anumite puncte fixe în timp. Să presupunem, de exemplu, că există un semnal (continuu) și pentru a-l converti în digital este necesar să se reprezinte acest semnal sub forma unei secvențe de anumite numere, fiecare dintre acestea referindu-se la un anumit moment de timp. Pentru a converti un semnal analog (continuu) în digital, trebuie să efectuați 3 operațiuni: eșantionare, cuantificare și codificare.

Conceptul de conversie analog-digitală este strâns legat de conceptul de măsurare. Sub măsurare procesul de comparare a unei valori măsurate cu un anumit standard este înțeles; în timpul conversiei analog-digitale, valoarea de intrare este comparată cu o anumită valoare de referință (de regulă, cu o tensiune de referință). Astfel, conversia A/D poate fi privită ca o măsurare a valorii unui semnal de intrare și i se aplică toate conceptele metrologice, cum ar fi erorile de măsurare.

3. Modulator(lat. modulator- păstrarea ritmului) - un dispozitiv care modifică parametrii semnalului purtător în funcție de modificările semnalului transmis (informațional). Acest proces se numește modulareși semnalul transmis modulând.

După tipul de parametri controlați, modulatorii sunt împărțiți în: amplitudine, frecvență, fază, cuadratura, Bandă Simplă etc. Dacă purtătorii sunt semnale de impuls, atunci ele sunt modulate folosind modulatoare de amplitudine a impulsului, frecvență de impuls, timp de impuls și modulatoare de lățime a impulsului. Calitatea modulatorilor este determinată de liniaritatea caracteristicilor de modulare a acestora.

Modulatorul este una dintre părțile constitutive ale dispozitivelor de transmisie pentru comunicații radio, radio și televiziune. Aici purtătorii sunt vibrații armonice de înaltă frecvență, iar cei modulatori sunt vibrații de frecvență audio și semnale video. Modulatoarele sunt, de asemenea, utilizate în radare, sisteme de comunicații cu coduri de impulsuri, telecontrol și telemetrie. Modulatoarele care convertesc tensiunile directe în variabile sunt utilizate în amplificatoarele de curent continuu care funcționează pe principiul modulației-demodulării pentru a elimina deriva zero și a crește sensibilitatea dispozitivelor de calcul analogice. Se numește un dispozitiv care funcționează pe principiul modulator-demodulator modem.

Figura 1.5. Modularea unui semnal analogic

4. Canal de comunicare(ing. canal, linie de date) - un sistem de mijloace tehnice sau un mediu de propagare a semnalului pentru transmiterea datelor de la o sursă la un receptor. În cazul utilizării unei linii de comunicație cu fir, mediul de propagare a semnalului poate fi fibră optică sau pereche torsadată.

Canalul de comunicație este o parte integrantă a canalului de transmisie a datelor. Linie de comunicare se numeste mediu folosit pentru transmiterea semnalelor de la emitator la receptor. În sistemele de comunicații electrice, acesta este un cablu sau ghid de undă, în sistemele de comunicații radio, o zonă a spațiului în care undele electromagnetice se propagă de la un transmițător la un receptor.

Canal de comunicare se numeste ansamblu de mijloace care asigura transmiterea unui semnal dintr-un anumit punct A al sistemului catre punctul B. Punctele A si B pot fi alese arbitrar, atata timp cat semnalul trece intre ele. Dacă semnalele care ajung la intrarea canalului și preluate de la ieșirea acestuia sunt discrete (pe stări), atunci canalul se numește discret... Dacă semnalele de intrare și de ieșire ale canalului sunt continue, atunci canalul este apelat continuu... Întâlnește-te și discret-continuuși continuu-discret canale, la intrarea cărora se primesc semnale discrete, iar de la ieșire sunt preluate semnale continue sau invers. Se poate observa că canalul poate fi discret sau continuu, indiferent de natura mesajelor transmise. Mai mult, în același sistem de comunicații se pot distinge atât canale discrete, cât și canale continue. Totul depinde de modul în care sunt selectate punctele A și B pentru intrarea și ieșirea canalului.

Un canal de comunicație continuă poate fi caracterizat în același mod ca un semnal prin trei parametri: timpul T k, în care canalul transmite, intervalul dinamic Dk și lățimea de bandă a canalului Fk. Tot în canalul de comunicație, interferența se suprapune semnalului datorită diferitelor caracteristici ale mediului de propagare.

Cei mai importanți indicatori ai sistemului de comunicații sunt:

Viteza de transmisie;

Lățimea de bandă;

Imunitate.

În plus, în toate sistemele de comunicații, trebuie îndeplinită următoarea condiție: lățime de bandă> rata de transmisie.

Imunitatea la interferență se referă la capacitatea unui sistem de a rezista efectelor dăunătoare ale interferenței asupra transmiterii mesajelor. Se numește cantitatea maximă de informații care poate fi transmisă printr-un caracter binar pic... Există mulți alți parametri care caracterizează calitatea sistemului de comunicații din diverse puncte de vedere. Acestea includ secretul comunicarii, fiabilitatea sistemului, dimensiuniși greutatea echipamentului, costul echipamentului, costuri de operare etc.

5. Demodulator, detector(fr. demodulator) este o unitate electronică de dispozitive care separă semnalul util (modulator) de componenta purtătoare.

Mesajul transmis la receptor este de obicei recuperat în această ordine. În primul rând, semnalul primit este demodulat. În sistemele de mesagerie continuă, demodularea recuperează semnalul primar care reprezintă mesajul transmis. Acest semnal este apoi trimis către un dispozitiv de redare sau de înregistrare.

În sistemele de transmitere a mesajelor discrete, ca urmare a demodulării, o secvență de elemente de semnal este convertită într-o secvență de simboluri de cod, după care această secvență este convertită într-o secvență de elemente de mesaj, emise destinatarului. Această transformare se numește decodare.

Operațiile de demodulare și decodare nu sunt doar operații de modulare și codare inversă. Ca urmare a diferitelor distorsiuni și efecte de interferență, semnalul primit poate diferi semnificativ de cel transmis. Prin urmare, puteți face oricând mai multe presupuneri despre ce mesaj a fost transmis. Sarcina dispozitivului receptor este să decidă care dintre mesajele posibile a fost transmis efectiv de către sursă. Este apelată partea dispozitivului receptor care analizează semnalul de intrare și decide asupra mesajului transmis schema decisiva.

6. Convertor digital-analogic (DAC) - un dispozitiv pentru conversia unui cod digital (de obicei binar) într-un semnal analogic (curent, tensiune sau încărcare). Convertoarele D/A sunt interfața dintre lumea digitală discretă și semnalele analogice

Tipuri comune de DAC-uri electronice:

- modulator de lățime a impulsului- cel mai simplu tip de DAC. O sursă stabilă de curent sau de tensiune este pornită periodic pentru un timp proporțional cu codul digital convertit, apoi secvența de impulsuri rezultată este filtrată de un filtru analog trece-jos. Această metodă este adesea folosită pentru a controla viteza motoarelor electrice și devine, de asemenea, populară în echipamentele audio Hi-Fi;

- Supraeșantionarea DAC, cum ar fi - DAC bazat pe densitate variabilă a pulsului. Supraeșantionarea vă permite să utilizați un DAC cu o adâncime de biți mai mică pentru a obține o adâncime de biți mai mare a conversiei finale. Adesea, DAC-urile delta-sigma sunt construite în jurul unui DAC de 1 bit foarte simplu, care este aproape liniar. Un DAC low-bit primește un semnal de impuls cu densitatea pulsului modulată(lățime constantă a impulsului, dar ciclu de lucru variabil) generat folosind feedback negativ. Feedback-ul negativ acționează ca un filtru trece-înalt pentru zgomotul de cuantizare.

- Cântărirea DAC, în care fiecare bit al codului binar convertit corespunde unui rezistor sau unei surse de curent conectat la un punct de însumare comun. Curentul sursei (conductanța rezistenței) este proporțional cu greutatea bitului căruia îi corespunde. Astfel, toți biții non-zero ai codului sunt adăugați la greutate. Metoda de ponderare este una dintre cele mai rapide, dar se caracterizează prin precizie scăzută datorită necesității unui set de multe surse de precizie sau rezistențe diferite și impedanță variabilă. Din acest motiv, DAC-urile de ponderare nu au o lățime mai mare de opt biți;

- Scara DAC(schema de lanț R-2R). Într-un R-2R-DAC, valorile sunt create într-un circuit special format din rezistențe cu rezistențe Rși 2R numită matrice de impedanță constantă. Această matrice are două tipuri de incluziune: directă - o matrice de curenți și inversă - o matrice de tensiuni. Utilizarea acelorași rezistențe poate îmbunătăți semnificativ acuratețea în comparație cu un DAC de cântărire convențional, deoarece este relativ ușor să fabricați un set de elemente de precizie cu aceiași parametri. DAC-urile de tip R-2R permit respingerea restricțiilor privind lățimea biților. Cu rezistențele tăiate cu laser pe un singur substrat, se obține o precizie de 20-22 de biți. Majoritatea timpului de conversie este petrecut în amplificatorul operațional, așa că ar trebui să aibă performanță maximă. Viteza DAC de câteva microsecunde sau mai puțin (adică nanosecunde)

DAC-urile sunt situate la începutul căii analogice a oricărui sistem, prin urmare, parametrii DAC determină în mare măsură parametrii întregului sistem în ansamblu.

7. Destinatarul informatiilor(ieșire semnal) - poate fi un difuzor, un ecran TV, orice dispozitiv care reproduce semnalul primit.

Întrucât o persoană ca destinatar al informațiilor este un element cheie al oricărui sistem de telecomunicații, calitatea semnalului este evaluată prin percepția subiectivă a vorbirii. Principalii indicatori ai calității discursului primit includ: lizibilitate (inteligibilitate), volumși naturaleţe.

Inteligibilitatea vorbirii- caracteristica definitorie a căii de transmisie a vorbirii, deoarece dacă calea nu oferă inteligibilitate completă a vorbirii, atunci niciunul dintre celelalte avantaje ale acesteia nu contează - nu este utilă. Pentru a determina în mod direct această caracteristică calitativă, există o singură metodă - testele statistice subiective (SSS), care necesită o cantitate mare de material de vorbire procesat de codecuri și căi de transmisie și implicarea unui grup de experți (ascultători și vorbitori instruiți). A fost dezvoltată o metodă cantitativă indirectă, obiectivă, pentru a determina inteligibilitatea vorbirii prin intermediul acesteia inteligibilitate.

DE CE UN NUMĂR?

Tehnologia de comunicație radio digitală bidirecțională este concepută pentru a rezolva problema congestiei spectrului de frecvențe radio și pentru a asigura eficiența utilizării acestuia. Există milioane de radiouri analogice utilizate în întreaga lume și așa mai departe.un număr mare de utilizatori în intervalele de frecvență radio degradează semnificativ calitatea și fiabilitatea comunicării. Unele țări au adoptat deja legislație care impune producătorilor să producă și să vândă numai echipamente de comunicații radio digitale. Ca urmare, majoritatea producătorilor de echipamente radio investesc în noi tehnologii radio digitale pentru a satisface cererea în continuă creștere pentru echipamente radio bidirecționale mai eficiente. Cifra schimbă modul în care utilizatorii gândesc despre comunicare și despre utilizarea posturilor de radio.

Dezavantajele comunicațiilor radio analogice

Sistemele de comunicații radio analogice au încă o largăaplicația, iar utilizatorii lor sunt bine conștienți de acestea dezavantaje:

^^ Calitatea sunetului

Zgomot de fond și interferență atmosferică.

^^ Funcționare instabilă

Blocări aleatorii la trimiterea sau primirea apelurilor.

^^ Raza de comunicare radio

Scăderea eficienței odată cu creșterea distanței.

^^ Securitate insuficientă a comunicațiilor radio

Ascultarea necontrolată a conversațiilor.

^^ Aglomerație de canale

Riscul de a pierde un apel important din cauza muncii străinilor

posturi de radio și interferențe.

^^ Controlul apelurilor

Incapacitatea de a stabili un apel direct către un anumit

PREZENTAREA MODIFICĂRILOR DE TEHNOLOGIE DIGITALĂ LENY DESPRE COMUNICAȚII RADIO

Odată cu dezvoltarea noilor tehnologii digitale care includ funcționalitatea tradițională a dispozitivelor analogice cu o serie de funcții suplimentare, utilizatorii primesc o gamă largă de capabilități de comunicație radio. Sunet de înaltă calitate a apelurilor - Tehnologiile digitale asigură o mai bună respingere a zgomotului și interferențelor, menținând calitatea sunetului la o distanță mai mare, astfel încât utilizatorii să audă ceea ce se spune clar și distinct. Utilizarea vocoderului AMBE + 2 ™ ajută la îmbunătățirea dramatică a calității sunetului transmis în medii zgomotoase pentru a obține eficiența spectrului. Acoperire - tehnologia digitală ajută utilizatorii să efectueze mai multe apeluri către mai multe locații. Semnalul digital rămâne puternic și clar pe toată gama de transmisie radio. Robustețea crescută a semnalului radio digital oferă o rază de comunicare mai mare, care anterior nu era disponibilă.

CONTROL ÎMBUNĂTĂȚIT AL APELURILOR

Control- dorinta obisnuita a utilizatorilor de radio analogice este de a controla pe cei care primesc

mesaje și evitați difuzarea mesajelor către o gamă largă de ascultători. Tehnologia digitală face acest lucru posibil cu un identificator unic care este atribuit fiecărui post de radio digital. Utilizatorul poate apela în mod selectiv un post de radio individual sau un grup, efectuând apeluri numai către acei abonați care au nevoie să transmită anumite informații.

Capacitate de control al apelurilor

^^ Apel individual- un utilizator poate suna direct un alt utilizator specific și nimeni altcineva din canal nu-l va auzi.

^^ Apel de grup- un utilizator poate apela un anumit grup de utilizatori. În același timp, toți membrii grupului se aud între ei, dar nu pot fi auziți de alți utilizatori care nu fac parte din acest grup, în ciuda faptului că vor folosi același canal.

^^ Apel general- utilizatorul efectuează un apel către toate posturile de radio din canal.

^ ^ Intrare târzie- în timpul fazei active a unui apel individual sau de grup, alți utilizatori se pot alătura conversației într-o etapă ulterioară.

Mesaje text- tehnologiile digitale fac posibilă trimiterea și primirea de mesaje text, atât programate, cât și arbitrare. Asa de

Astfel, utilizatorul poate rămâne în contact atunci când comunicarea vocală nu este posibilă, precum și atunci când este necesar să salveze mesajele pentru utilizare ulterioară.

Protecția informațiilor- în modul digital, nu este necesar niciun echipament suplimentar pentru a proteja canalele de comunicație. Când funcția de criptare este activată, mesajele sunt auzite doar de abonații cărora li se adresează, în timp ce nu există o scădere semnificativă a calității sunetului inerentă amestecării în modul analogic.

MERGE LA NUMĂR CORECT NU TOATE TEHNOLOGII DIGITALE SUNT ACEEAȘI

Spre deosebire de sistemele de comunicații radio analogice, care, indiferent de mărci, pot interacționa perfect între ele, sistemele digitale folosesc unul dintre cele două protocoale: TDMA sau FDMA. Este important de menționat că cele două protocoale sunt incompatibile, adică într-un sistem digital, un radio FDMA nu va comunica cu un radio TDMA. La nivel global, mai mult de 74% dintre radiourile digitale folosesc protocolul TDMA pentru a crește eficiența și puterea.

O NOUĂ ETAPĂ DE UN MARE CAL

Ceea ce ți se potrivea înainte nu înseamnă că ți se va potrivi în continuare - poțipermite o mai bună comunicare.Depășirea dezavantajelor dispozitivelor analogicegenerații vechi și străduința pentru o calitate mai bună a sunetului, protecție fiabilă și o rază de comunicare mai lungă - acestea sunt ieftine comunicație radio bidirecțională Vertex eVerge. Compatibil cu alte dispozitive analogice, aceste soluții de înaltă tehnologieoferiți mai multe opțiuni pentru cea mai bună soluție la problemele de comunicație radio.

^^ putere de ieșire 45 W VHF /

^^ 16 canale

„Fiziologia” și „Anatomia” comunicării digitale a standardului GSM

În ultimele două decenii, a existat o dezvoltare intensivă a sistemelor de comunicații mobile în întreaga lume, care nu numai că sunt foarte convenabile, dar în multe cazuri au devenit pur și simplu un tip de serviciu indispensabil. Au fost utilizate pe scară largă sistemele de comunicații radio celulare, a căror creare a devenit o realizare științifică și tehnică majoră a anilor 80-90. Aceste sisteme necesită un spectru limitat de frecvență radio pentru a funcționa din cauza diversității spațiale a transceiver-urilor în cofrecvență. Primele astfel de sisteme publice de comunicații mobile au apărut în străinătate la sfârșitul anilor 1970, iar de atunci creșterea cererii pentru acestea a depășit semnificativ cererea pentru alte servicii de comunicații. La mijlocul anilor 1980, sistemele de comunicații celulare analogice (ACS - Analog Communication System), care au devenit prima generație de astfel de sisteme, s-au răspândit într-un număr de țări. Cu toate acestea, o analiză a deficiențelor grave inerente sistemelor analogice (în special, incompatibilitatea diferitelor standarde, calitatea insuficient de înaltă a comunicațiilor și dependența acesteia de eliminarea abonatului mobil de la stația de bază, dificultăți de criptare a mesajelor transmise și o serie de altele), la sfârșitul anilor 80 au arătat că este posibil să le depășim doar pe baza tehnologiei digitale.

Standardul analogic pentru telefonia mobilă scandinavă (NMT-450 - Nordic Mobile Telephone) utilizează intervalul de frecvență 453 - 468 MHz. În acest caz, este oferită o zonă de serviciu mult mai mare pentru o stație de bază în comparație cu alte standarde și, în consecință, costuri mai mici, precum și atenuare scăzută a semnalului în spațiu deschis. Capacitatea de a utiliza comunicațiile la o distanță de câteva zeci de kilometri de stația de bază în condiții meteorologice favorabile chiar și în afara zonei de acoperire garantată, dacă abonatul poate conecta antene direcționale și amplificatoare extrem de eficiente, este foarte benefică pentru zone mari cu densitate redusă a populației . Reversul monedei este o imunitate slabă la zgomot, deoarece în acest interval de frecvență nivelul diferitelor tipuri de interferență și influența lor este mai mare decât în ​​benzile de 800, 900 și 1800 MHz (mai ales se observă în orașele mari unde există o rețea industrială). dezvoltat), și mai puțin decât în ​​sistemele de comunicații standard digitale (DCS - Digital Communication System), capacitatea de a oferi o gamă largă de servicii. Printre altele, acest standard nu este absolut protejat de interceptări, deoarece banda sa de frecvență este tipică pentru recepția unui receptor de unde ultrascurte din intervalul corespunzător. Pentru a completa totul, trebuie remarcat faptul că standardele analogice sunt planificate să fie înlocuite cu cele digitale - de exemplu, NMT-450 pentru GSM-400.

Standardul analogic AMPS (Advanced Mobile Phone Service) cu un interval de frecvență de operare de 825 - 890 MHz se caracterizează printr-o capacitate de rețea mai mare decât NMT-450, o comunicare mai fiabilă în încăperi, susceptibilitate scăzută la interferențe industriale și atmosferice. Cu toate acestea, o zonă de acoperire mai mică pentru o stație de bază obligă operatorii să le plaseze mai aproape unul de celălalt. Având în vedere aceste dezavantaje, a fost dezvoltat standardul digital îmbunătățit DAMPS.

Standardul digital DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service) cu o gamă de frecvență de operare de 825 - 890 MHz are o capacitate de rețea semnificativ mai mare decât cea a NMT-450 și AMPS. Capacitatea de a opera dispozitive mobile atât în ​​modul digital, cât și analogic, o gamă largă de servicii, precum și capacitatea rețelelor celulare care funcționează în acest standard sunt mai mici decât în ​​sistemele complet digitale, dar totuși semnificativ mai mari decât în ​​cele analogice. Dacă, în roaming, un abonat din rețeaua analogică AMPS intră în cea digitală - DAMPS, îi sunt alocate canale analogice pentru funcționare, dar în acest caz avantajele comunicării digitale nu sunt disponibile.

Rețelele celulare digitale au devenit a doua generație de astfel de sisteme de comunicații mobile. Trecerea la tehnologia de a doua generație a permis utilizarea unui număr de soluții noi, inclusiv modele mai eficiente de reutilizare a frecvenței, împărțirea în timp a canalelor între ele, separarea în timp a proceselor de transmisie și recepție în comunicarea duplex, metode eficiente de combatere a decolorării și distorsiunii semnalului. , codecuri de vorbire eficiente cu viteză redusă cu criptarea mesajelor transmise pentru efectuarea transmisiei criptate, metode de modulare mai eficiente și integrarea serviciilor de telefonie cu transmisia de date și alte servicii mobile.

Dar principala caracteristică a tehnologiei digitale este controlul software al multor procese, inclusiv formarea de canale logice, comutarea unui abonat mobil între celule, organizarea protocoalelor moderne de comunicare bazate pe modelul de referință al interconectarii sistemelor deschise (MOSC - Open System Communication). Model) al Organizației Internaționale de Standardizare (ISO - International Standards Organization), precum și managementul rețelei inteligente. Aceste avantaje au determinat dezvoltarea în continuare a sistemelor celulare în anii 90 bazate pe tehnologia digitală.

Există mai multe standarde pentru sistemele de comunicații digitale: GSM european (Global System for Mobile communications), american ADS (American Digital System), utilizat în mod tradițional în SUA PCS (Personal Communications Service), engleză (DCS - Digital Cellular System) DCS-1800 , care este analog direct cu GSM-1800 și JDS japonez (Japan Digital System). În țările CSI, standardul GSM este utilizat mai pe scară largă. Acest standard, care definește funcționarea în rețelele publice de radiotelefonie, a devenit larg răspândit în Europa, dar SUA au adoptat standardul PCS-1900, ceea ce indică incompatibilitatea acestuia cu cel european din cauza frecvențelor radio diferite utilizate pentru comunicare. În special, Institutul European de Standarde de Telecomunicații (ETSI) a standardizat și definit principalele prevederi ale standardelor de comunicații mobile în vigoare în prezent în Europa.

Pentru operarea sistemelor celulare publice în majoritatea țărilor CSI au fost alocate game de frecvență: 450 MHz pentru sistemul analogic NMT-450i și gama 900 MHz pentru sistemele GSM. Aceste două sisteme de standarde NMT-450i și GSM-900 au primit statut federal. Dezvoltarea în continuare a sistemelor celulare este asociată atât cu dezvoltarea gamei de 1800 MHz pentru sistemul GSM, cât și cu trecerea la a treia generație de sisteme celulare, care fac posibilă rezolvarea mai flexibilă a problemelor de furnizare a canalelor abonaților mobili. (inclusiv cele cu rate de transmisie diferite) datorită sistemelor de transmisie în bandă largă și accesului multiplu cu diviziune de coduri multiple (CDMA).

În sistemele de prima și a doua generație cu diviziune de canale cu frecvență multiplă (FDMA - Frequency Division Multiple Access) și timp (TDMA - Time Division Multiple Access), calitatea comunicației este determinată de numărul de canale furnizate și de sarcina, care este limitat de pachetul de canale disponibile, iar dacă toate sunt ocupate, atunci abonatul este respins. Într-un sistem de divizare a codului, totuși, interferența este impusă o constrângere. Deși există un număr limitat de coduri și un număr fix de hardware de canalizare, aceste limitări nu sunt de obicei îndeplinite. Limitarea reală a lățimii de bandă rezultă din faptul că toate conexiunile care utilizează simultan întregul spectru de frecvență alocat pot provoca interferențe reciproce. Astfel, controlul lățimii de bandă „soft” se realizează în sensul că o creștere a numărului de utilizatori (dincolo de o anumită limită) este însoțită de o deteriorare lină a calității comunicației.

Comunicare digitală

Comunicare digitală- un domeniu al tehnologiei legat de transmisie date digitale de la distanță.

În zilele noastre, comunicarea digitală este, de asemenea, utilizată pe scară largă pentru a transmite analogic(continuu în nivel și timp, de exemplu, vorbire, imagine) semnale, care în acest scop digitizate(discretizat). O astfel de transformare este întotdeauna asociată cu pierderi, de exemplu. semnalul analogic este reprezentat digital cu o oarecare imprecizie.

Sistemele moderne de comunicații digitale utilizează cablu (inclusiv fibră optică), satelit, releu radio și alte linii și canale de comunicație, inclusiv analogice.

Linie de comunicare punct la punct

Linie de comunicare

Echipamentul care generează date din informațiile utilizatorului, precum și prezentarea datelor într-o formă înțeleasă de utilizator, se numește echipament terminal (DTE, echipament terminal de date). Echipamentul care convertește datele într-o formă adecvată pentru transmisie prin linia de comunicație și realizează conversia inversă se numește echipament terminal al liniei de comunicație (DCE, echipament canal de date). Echipamentul terminal poate fi un computer, echipamentul terminal este de obicei un modem.

Se efectuează transmisia semnalului simboluri... Fiecare simbol reprezintă o anumită stare a semnalului din linie, setul de astfel de stări este finit. Astfel, un simbol transmite o anumită cantitate de informații, de obicei unul sau mai mulți biți.

Numărul de caractere transmis pe unitatea de timp se numește viteza de tastare sau Rată simbol(rată de transmisie). Se măsoară în baud (1 baud = 1 caracter pe secundă). Cantitatea de informații transmise pe unitatea de timp se numește rata de transmitere a informațiilor și se măsoară în biți pe secundă... Există o concepție greșită comună că biții pe secundă și baud sunt la fel, dar acest lucru este adevărat numai dacă fiecare caracter transmite doar un bit, ceea ce nu este foarte comun.

Convertirea datelor într-o formă adecvată pentru transmisie pe o linie/canal de comunicație se numește modulare.

Tehnologii de comunicare digitală

Următoarele tehnologii sunt utilizate în comunicațiile digitale:

Codificarea surselor de informații

Comprimarea datelor

Criptarea datelor

Codare anti-interferență

Orice sistem de comunicație este susceptibil la zgomot și la particularitățile liniilor și canalelor de comunicație (și, în consecință, la apariția distorsiunilor), ceea ce poate duce la recepția incorectă a semnalului. Pentru a combate erorile rezultate, în semnal este introdusă o redundanță special concepută, care permite părții de recepție să detecteze și, în unele cazuri, să corecteze un anumit număr de erori. Există un număr mare de coduri de corectare a erorilor (PU) care diferă în ceea ce privește redundanța, detectarea și capabilitățile de corectare.

Principalele clase de coduri anti-blocare:

• Blocați coduri transformarea blocurilor fixe de informații de lungime k simboluri (aceste simboluri pot diferi de cele utilizate pentru modulare) în blocuri de lungime n personaje. În acest caz, decodificarea fiecărui bloc se realizează separat și independent de celelalte. Exemple de coduri bloc: coduri Hamming, coduri BCH, coduri Reed-Solomon.

• Codurile convoluționale lucrează cu un flux continuu de date, codificându-l folosind registre de deplasare cu feedback liniar. Decodificarea codurilor convoluționale se realizează, de regulă, folosind algoritmul Viterbi.

Modulare

Vezi si

Literatură

• Bernard Sklar. Comunicare digitală. Fundamente teoretice și aplicație practică = Comunicații digitale: Fundamente și aplicații. - Ed. a II-a. - M .: „Williams”, 2007. - S. 1104. - ISBN 0-13-084788-7
• Prokis J. Comunicare digitală. Pe. din engleza / Ed. D. D. Klovsky. - M .: Radio și comunicare, 2000. ISBN 5-256-01434-X
• Feer K. Comunicare digitală fără fir. Tehnici de modulare și împrăștiere a spectrului. Pe. din engleza - M .: Radio și comunicare, 2000. ISBN 5-256-01444-7
• Vasilenko G.O., Miliutin E.R. Calculul indicatorilor de calitate și disponibilitate a liniilor de comunicații digitale. - SPb .: Editura „Link”, 2007. - 192 p.

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce înseamnă „Comunicare digitală” în alte dicționare:

Transferul de informații în formă discretă (forma digitală). Cu toate acestea, mesajele discrete pot fi transmise prin canale analogice și invers. În prezent, comunicația digitală înlocuiește analogul (digitalizarea are loc), deoarece semnalele analogice ... Glosar de afaceri

comunicare digitală- - [Ya.N. Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Y.S.Kabirov. Dicționar englez rus de inginerie electrică și inginerie electrică, Moscova, 1999] Subiecte de inginerie electrică, concepte de bază EN comunicare digitală ...

comunicații digitale prin fibră optică- skaitmeninis šviesolaidinis ryšys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. comunicație digitală cu fibră optică vok. faseroptische numerische Kommunikation, f; Lichtfaser Digitalübertragung, f rus. comunicare digitală prin fibră optică, f pranc.…… Automatikos terminų žodynas

FE „VELCOM” Anul înființării 1999 Tip Întreprindere unitară Motto-ul companiei Și mâine va fi al tău (belor ... Wikipedia

comunicare digitală personală- (ITU T Q.1741). Subiecte de telecomunicații, concepte de bază RO comunicare digitală personalăPDC ... Ghidul tehnic al traducătorului

Comunicarea în tehnologie este transmiterea de informații (semnale) la distanță. Cuprins 1 Istoric 2 Tipuri de comunicare 3 Semnal ... Wikipedia

Consultați COMUNICAȚII DIGITALE Glosarul termenilor comerciali. Academic.ru. 2001... Glosar de afaceri

- (DSP, DSP engleză digital signal processing) conversia semnalelor prezentate în formă digitală. Orice semnal continuu (analogic) poate fi eșantionat în timp și cuantizat la nivel (digitizat), apoi ... ... Wikipedia

Fizica digitală, în fizică și cosmologie, este un set de opinii teoretice care decurg din ipoteza că universul este descris în esență prin informații și, prin urmare, este calculabil. Din aceste presupuneri rezultă că ... ... Wikipedia

wireless îmbunătățit digital- Un standard pan-european pentru acces wireless, care a fost aprobat de ETSI în 1995. Standardul DECT descrie tehnologia de organizare a rețelelor microcelulare pentru zone cu o densitate mare de abonați (circa 100 de mii de abonați/km pătrați). Una dintre cele mai importante...... Ghidul tehnic al traducătorului

Cărți

• Circuite digitale și arhitectură computerizată, Harris D.M. Tot în noua ediție au fost corectate inexactitățile,...