<<
>>

1.2. Обобщенная модель цифровой радиосистемы передачи информации

Цифровые радиосистемы по сравнению с аналоговыми позволяют обеспечить более высокое качество передаваемой информации, имеют значительно лучшую помехоустойчивость, реализуют надежную защиту передаваемых сообщений и т.д.

Цифровые технологии обеспечивают большую надежность аппаратуры, и при большой серии

техника может выпускаться по более низким ценам [27].

На рис. 1.1 представлена обобщенная модель радиосистемы передачи информации.

цифровой

Источник информации

Кодер источника

Кодер

Модулятор

Информация о надежности v

Физический каншт

Декодер источника

Декодер

Демодулятор

Помехоустойчивый кодек

Дискретный капая

Приемник информации

Рис. 1.1

Здесь показаны отдельные действия, выполняемые устройствами, составляющими радиоканал. Применительно к конкретным системам основное отличие заключается в источнике информации, способах преобразования цифровых сигналов, однако перечисленные элементы на этой схеме свойственны всем цифровым системам.

Двоичные данные от источника информации кодируются кодером источника, подвергаются помехоустойчивому кодированию и подаются на вход модулятора. Далее после физического канала сигнал поступает в демодулятор, в который принимает решение о переданных символах. В помехоустойчивом декодере исправляются или обнаруживаются ошибки, возникшие при передаче через дискретный канал, и двоичные данные поступают в декодер источника и затем на приемник информации. На выходе дискретного канала может использоваться информация о надежности принятого сигнала. В этом случае выходной сигнал демодулятора будет квантоваться на Q

уровней.

Источник информации. В системах подвижной радиосвязи источники информации формируют речевые сигналы и данные; для радиомодема источниками информации являются компьютер или система датчиков, для радиосистем передачи видео-аудио информации - видеокамера и микрофон, для командных систем - набор кодов, записанных в запоминающем устройстве.

Кодирование источника. Осуществляет устранение избыточности исходного сигнала и формирование двоичного цифрового потока, скорость передачи которого - V зависит от назначения системы. Так в системах речевой подвижной радиосвязи значение V=(4.8 - 9.6) кбит/с, в радиомодемах подвижной связи V= (1.2 - 19.2) кбит/с, в радиосистемах передачи аудио информации V ? 64 кбит/с, в радиосистемах передачи видео информации V - 4 Мбит/с, в командных системах V ~ (256 - 2048) бит/с.

Канальное кодирование предназначено для повышения помехоустойчивости и помехозащищенности и является неотъемлемой частью современных цифровых систем. Применимость тех или иных методов помехоустойчивого кодирования зависит от диапазона рабочих значений вероятности ошибки Рош в системе, определяемой оконечным устройством, допустимой задержки в доставке сообщения, сложности алгоритмов кодирования, декодирования и т. д. Так в системах подвижной связи значение Рош ~ 10"2; в системах передачи данных Рош ~10 "5; в радиосистемах передачи аудио информации Рош < 10 "3; в радиосистемах передачи видео информации Рош < 10 "п; для командных систем Рош определяется назначением системы и может изменяться в пределах значений Рош~(3-10 2- 10 10).

Модуляция. Обеспечивает передачу цифровой информации по радиоканалу. Основными требованиями к используемому виду модуляции является обеспечение необходимой спектральной эффективности и помехоустойчивости, определяемой способом приема. Требования по спектральной эффективности можно характеризовать относительным уровнем излучения передатчика в соседнем канале - у. Так в системах подвижной радиосвязи и

радиомодемах при шаге сетки частот между соседними каналами - 25кГц значение у должно составлять значение минус 60 дБ [26], для систем передачи видео-аудио информации шаг сетки частот - единицы МГц и значение у не регламентировано. Для командных радиосистем требования но спектральной эффективности аналогичны требованиям к системам радиосвязи.

Для цифровых систем количественной мерой степени соответствия принятого сообщения переданному является вероятность ошибки Рош в приеме символа, которая определяется помехозащищенностью цифровой радиосистемы передачи информации, т.е. способностью радиосистемы выполнять свою целевую функцию при наличии комплекса мешающих воздействий. Мешающими воздействиями считаются собственные шумы приемника, шумы космического происхождения, а также индустриальные, системные и мультипликативные помехи.

Собственные шумы приемника являются аддитивными и обязаны тепловому или хаотическому движению электронов в его входных цепях.

Шумы космического происхождения также носят аддитивный характер и вызваны электромагнитным излучением Галактики, отдельных радиозвезд и Солнца.

Собственные шумы приемника и космические шумы являются неустранимыми, способами защиты от них является использование оптимальных методов передачи и приема, а также применение помехоустойчивого кодирования [27, 28].

Индустриальными являются аддитивные помехи, создаваемые автомобильным и электрифицированным транспортом, линиями электропередачи, люминесцентными осветительными приборами и т.д. Индустриальные помехи в своем большинстве имеют характер коротких импульсов, спектр этих импульсов является сплошным и широкополосным. Воздействие отдельного импульса на приемное устройство в этом случае эквивалентно воздействию дельта - функции на фильтр основной селекции приемника. В результате формируется отклик этого фильтра, который может привести к ошибкам в

передаваемых символах. Обычно индустриальные помехи группируются случайным образом, что приводит к появлению пачек ошибок. Основным методом защиты от индустриальных помех для цифровых радиосистем является использование помехоустойчивого кодирования и перемежения символов.

Системными считаются аддитивные помехи, вызванные излучениями передатчиков радиосистем, работающих на частотах, отличных от частоты полезного сигнала, однако влияющих на его прием. Системные помехи являются сигналоподобными. Например, для систем подвижной радиосвязи эти помехи представляют излучения абонентских передатчиков собственной системы или соседней по диапазону частот, попадающие в полосу преселектора приемника. Мешающее воздействие этих помех заключается в том, что при нелинейном взаимодействии сигнала и помехи на входе приемника происходит подавление сигнала. Продукты нелинейного взаимодействия двух, трех и т.д. помех попадают в полосу приема при определенных значениях несущих частот этих помех, что вызывает помехи приему сигнала. Кроме того, внеполосное излучение абонентского передатчика собственной системы связи, работающего на соседнем канале, непосредственно попадает в полосу фильтра основной селекции приемника.

Следует отметить, что в больших городах этот вид помех оказывает существенное влияние на работу радиосистем. Методами защиты от системных помех являются: рациональное частотное планирование, соблюдение принятых норм на внеполосное излучение передатчиков, увеличение динамического диапазона входных цепей приемника, повышение односигнальной избирательности фильтра основной селекции приемника, применение помехоустойчивого кодирования и перемежения символов.

Мультипликативными называются модулирующие помехи, в дальнейшем рассматриваются только помехи, вызванные многолучевым распространением сигналов. Мультипликативные помехи или замирания сигналов вызваны многолучевым распространением сигналов в городских условиях. В результате чего

принятый сигнал искажается или оказывается ниже уровня чувствительности приемника, т.е. пропадает на определенное время. Способами защиты от замираний являются: использование помехоустойчивого кодирования и перемежения символов, применение методов разнесенного приема и адаптивной коррекции частотной характеристики канала.

Наиболее сложная помеховая обстановка наблюдается в городских системах сухопутной подвижной радиосвязи, для которых следует учитывать влияние и помех от других средств радиосвязи, и мультипликативных и индустриальных радиопомех. Поэтому именно для системы сухопутной подвижной радиосвязи, работающей в городских условиях, в дальнейшем оценивается влияние рассмотренных радиопомех.

<< | >>
Источник: Дронов Антон Евгеньевич. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ВЕДОМСТВЕННОЙ РАДИОСВЯЗИ. 2004

Еще по теме 1.2. Обобщенная модель цифровой радиосистемы передачи информации:

  1. Лекция 6. Глобальные сети. Передача информации Расширение компьютерных сетей
  2. Глава 3. СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ УГРОЗ СИСТЕМАМ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ САЙТОВ ОРГАНОВ ВЛАСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
  3. 3.3. Модель угроз системам защиты информации сайтов органов власти Российской Федерации
  4. Дронов Антон Евгеньевич. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ВЕДОМСТВЕННОЙ РАДИОСВЯЗИ, 2004
  5. Введение
  6. Глава 1. Ведомственные цифровые радиосистемы передачи информации и характеристики их радиоканалов
  7. 1.1. Ведомственные цифровые радиосистемы передачи информации и требования к их схемам помехоустойчивого кодирования
  8. 113. Радиосистемы передачи видео-аудио информации
  9. 1.2. Обобщенная модель цифровой радиосистемы передачи информации
  10. Глава 3. Помехоустойчивое кодирования в ведомственных радиосистемах передачи информации
  11. 3.3. Помехоустойчивое кодирование в радиосистемах передачи видеоаудио информации
  12. Радиосистемы передачи видеоинформации
  13. Радиосистемы передачи аудиоинформации
  14. 2.6. Линейная сложность
  15. ГЛАВА I. ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ В ВИРТУАЛЬНОЙ КОММУНИКАЦИИ АУКЦИОНА ОНЛАЙН
  16. 4.2. Защищенные каналы передачи информации
  17. 7.1. Письменный текст как средство организации и передачи информации 
  18. ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  19. Коммуникативный компонент общения. Механизмы обратной связи, барьеры в общении, каналы передачи информации.
  20. Средства передачи информации в телемедицине