1.3. Классификация систем связи

По виду передаваемых сообщений различают:

1. телеграфию (передача текста),

2. телефонию (передача речи),

3. фототелеграфию (передача неподвижных изображений),

4. телевидение (передача подвижных изображений),

5. телеметрию (передача результатов измерений),

6. телеуправление (передача управляющих команд),

7. передачу данных (в вычислительных системах и АСУ).

По диапазону частот – в соответствии с декадным делением диапазонов электромагнитных волн от мириаметровых (3÷30) кГц до децимиллиметровых (300÷3000) ГГц.

По назначению – вещательные (высококачественная передача речи, музыки, видео от малого числа источников сообщений большому количеству их получателей) и профессиональные (связные), в которых число источников и получателей сообщений одного порядка.

Различают следующие режимы работы СС:

1. симплексный (передача сигналов в одном направлении),

2. дуплексный (одновременная передача сигналов в прямом и обратном направлениях),

3. полудуплексный (поочередная передача сигналов в прямом и обратном направлениях).

Каналом связи называется комплекс радиотехнических устройств, при помощи которых передается и принимается информация, плюс среда между ними. В зависимости от вида сигналов на входе и выходе различают каналы: непрерывные; дискретные; дискретно-непрерывные; непрерывно-дискретные.

Каналы связи можно характеризовать по аналогии с сигналами следующими тремя параметрами:

• временем доступа Т_к,

• шириной полосы пропускания ΔF_к,

• динамическим диапазоном [дБ],

где P_к.доп. – максимально допустимая мощность сигнала в канале,

P_ш – мощность собственных шумов канала.

Обобщенным параметром канала является его емкость

.

Очевидным необходимым условием согласования сигнала и канала является выполнение неравенства V_c < V_к.

2. Математическая модель сигналов

2.1. Математическое описание сигнала

Математическое описание и представление сигналов позволяет создать математическую модель сигнала.

Математическим описанием детерминированного сигнала служит детерминированная функция времени S(t). Это означает, что любому моменту времени t_i соответствует определенное значение функции S(t_i).

Математическое описание случайных (или нерегулярных) сигналов осуществляется с помощью случайных функций. Случайными сигналами являются, например, напряжения или токи, соответствующие речи, музыке, последовательности телеграфных знаков и т.п. Для случайной функции ее значение при фиксированном аргументе t_i – случайная величина.

В электросвязи находят применение гармонические и импульсные сигналы.

Гармонический сигнал (рис. 2.1), записывается в виде:

S(t) = A₀cos(ωt + φ₀), (2.1)

где A₀ – максимальное значение (амплитуда); ω = 2πf – угловая частота; f = 1/T – циклическая частота; φ₀ = 2πτ_и/Т – начальная фаза.

Рис. 2.1. Гармонический сигнал

Для представленных на рис. 2.1. гармонических сигналов значения начальной фазы принимают значения: φ₀ = 0 (рис. 2.1а); φ₀ = 90⁰ (рис. 2.1б).

Импульсными являются сигналы, отличные от нуля в течение ограниченного времени. Эти сигналы существуют лишь в пределах конечного отрезка (t₁, t₂). При этом различают видеоимпульсы (рис. 2.2а) и радиоимпульсы (рис. 2.2б). Если s_B(t) – видеоимпульс, то соответствующий ему радиоимпульс описывается выражением: S_P(t) = s_B(t) cos(ωt + φ₀) (частота ω и начальная фаза φ₀ могут быть произвольными). В радиоимпульсе s_B(t) называется огибающей, а функция cos(ωt + φ₀) – заполнением. Параметрами видеоимпульса принято считать его амплитуду A₀, длительность τ_и, длительность фронта t_ф, длительность спада t_c. Происхождение термина «видеоимпульс» связано с тем, что впервые такие импульсы начали применять для описания сигналов в телевидении.

Рис. 2.2. Импульсные сигналы: а) видеоимпульс; б) радиоимпульс

В электросвязи наибольшее применение находят одиночные импульсы или периодические последовательности импульсов, форма которых приближается к прямоугольной. Для периодической последовательности импульсов, вводится понятие скважности, определяемой как отношение периода к длительности импульса: Q = T/ τ_и, T – период (временной интервал), так что S(t_i + kT) = S(t_i), k = 0, ±1, ±2, …