Этапы формирования сигнала в аналоговой системе радиосвязи

Размеры антенны, обеспечивающей достаточную мощность излучения,

должны быть, как минимум, порядка 0,1 длины волны

(f = 30 МГц, λ = c/f = 10 м)

Для передачи по радиоканалу выполняется «полосовая» модуляция: первичный аналоговый сигнал изменяет амплитуду, частоту или фазу высокочастотного «несущего» колебания.

Формирование сигналов с амплитудной модуляцией

Пример осциллограммы сигналов

Основные этапы формирования сигнала в цифровой системе связи

1. Кодирование источника (форматирование и сжатие данных)

2. Кодирование канала (избыточное помехоустойчивое кодирование)

3. Модуляция (в том числе модуляция с расширением спектра)

4. Демодуляция (детектирование)

5 Декодирование.

6. Организация многоканальной связи.

7. Шифрование и дешифровка сообщения

Состав цифровой системы связи

Линия связи – среда распространения сигнала.

Канал связи – часть системы, определяющая ее технические характеристики

Основные требования к системе связи:

- высокая скорость передачи сообщений и узкая частотная полоса,

- низкая мощность передатчика и малая вероятность ошибки передачи

- многоканальность,

- защита от несанкционированного доступа,

- простая аппаратная реализация.

Этапы кодирования источника:

1. «Примитивное» кодирование (форматирование)

Буквенно-цифровые символы текста представляют двоичными кодовыми комбинациями по международным стандартам (ASCII, EBCDIC, ZIP и т.д.)

Аналоговый сигнал подвергают компрессии, дискретизации по времени и аналого-цифровому преобразованию с квантованием по уровню.

Компрессия – неравномерное квантование по уровню для уменьшения

влияния «шума квантования».

Дискретизация – представление сигнала отдельными «выборками», отсчетами

Кодер источника выдает сообщение в виде последовательности двоичных знаков

2. «Экономное» кодирование (сжатие данных)– сокращение числа двоичных знаков в тексте сообщения без потери информации.

Кодирование канала:

«избыточное» помехоустойчивое кодирование, позволяющее обнаружить и исправить ошибку в принятом сообщении

Последовательности бит:

после форматирования 10100011010111001……1001

после сжатия 11001011….11 (меньше бит)

после канального кодирования 101100010….1001101 (больше бит)

разделение битовой последовательности на канальные символы:

двоичные 1 0 1 1 0 0 0 1 0….1

двухбитовые

трехбитовые

Цифровая модуляция (манипуляция)

Спектр периодического сигнала

Периодический сигнал можно представить рядом Фурье – суммой гармоник, образующих дискретный (линейчатый) спектр, представляемый в амплитудно-фазовой, квадратурной или комплексной форме:

где а_о/2 - постоянная составляющая, ₁=2/T - частота первой гармоники, T и n - период сигнала и номер гармоники.

Ряд значений амплитуд A_n и фаз _n – это спектры амплитуд и фаз,

«односторонний спектр», представляющий сигнал в области положительных частот. Спектр фаз зависит от выбора начала отсчета времени.

Комплексные амплитуды С_n, содержащие информацию об амплитудах и фазах гармоник, называют двусторонним комплексным спектром, представляющим сигнал в области положительных и отрицательных частот. В этом спектре амплитуды составляющих в 2 раза меньше, чем в одностороннем спектре.