Τηλεπικοινωνίες -επικοινωνία εξ αποστάσεως (λατ.)

Επικοινωνία(η διαδικασία ανταλλαγής πληροφοριών) είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την ύπαρξη ζωντανών οργανισμών, οικολογικών κοινοτήτων και ανθρώπινης κοινωνίας. Η κοινωνική ανάπτυξη συνοδεύεται από την ανάπτυξη των τηλεπικοινωνιακών τεχνολογιών. Οι τεχνολογίες τηλεπικοινωνιών αναπτύσσονται ιδιαίτερα εντατικά τις τελευταίες δεκαετίες.

Οι τηλεπικοινωνίες μπορούν να οριστούν ως τεχνολογίες που ασχολούνται με την επικοινωνία εξ αποστάσεως και αυτό μπορεί να εξηγηθεί διαφορετικοί τρόποι. Το σχήμα 8.2 δείχνει μια από τις πιθανές όψεις των διαφόρων τμημάτων των τηλεπικοινωνιών.

Εικόνα 8.2. Τηλεπικοινωνίες: μορφές και τύποι

Οι τηλεπικοινωνίες χωρίζονται σε δύο τύπους: μονοκατευθυντικές και αμφίδρομες. Οι μονοκατευθυντικές, όπως η μαζική μετάδοση και η τηλεοπτική μετάδοση, περιλαμβάνουν τη μετάδοση πληροφοριών προς μία κατεύθυνση - από το κέντρο προς τους συνδρομητές. Αμφίδρομη υποστήριξη διαλόγου μεταξύ δύο συνδρομητών.

Οι τηλεπικοινωνίες χρησιμοποιούν μηχανικά και ηλεκτρικά μέσα γιατί, ιστορικά, οι τηλεπικοινωνίες έχουν εξελιχθεί από μηχανική σε ηλεκτρική μορφή, χρησιμοποιώντας όλο και πιο πολύπλοκα ηλεκτρικά συστήματα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πολλοί παραδοσιακοί φορείς εκμετάλλευσης τηλεπικοινωνιών, όπως οι εθνικές ταχυδρομικές, τηλεγραφικές και τηλεφωνικές εταιρείες χρησιμοποιούν και τις δύο μορφές. Το μερίδιο των μηχανικών τηλεπικοινωνιών, όπως το κανονικό ταχυδρομείο και ο τύπος (διανομή εφημερίδων) αναμένεται να μειωθεί, ενώ το μερίδιο των ηλεκτρικών, ιδίως αμφίδρομων, θα αυξηθεί και θα γίνει το κύριο στο μέλλον. Ήδη στην εποχή μας, οι εταιρείες και ο Τύπος ενδιαφέρονται πρωτίστως για τις ηλεκτρικές τηλεπικοινωνίες (τηλεπικοινωνίες) ως μια κερδοφόρα επιχειρηματική ευκαιρία.

Κατά μήκος των άκρων της Εικόνας 8.2. Εμφανίζονται τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες, αρχικά μηχανικές: ο Τύπος (διανομή εφημερίδων), ταχυδρομείο. στη συνέχεια ηλεκτρικά: τηλέγραφος, τέλεξ (τηλέγραφος συνδρομητών), τηλέφωνο, ραδιόφωνο, τηλεόραση, δίκτυα υπολογιστών, μισθωμένα δίκτυα, καλωδιακή τηλεόραση και κινητά τηλέφωνα.

Περίπου με αυτή τη σειρά, οι τηλεπικοινωνίες αναπτύχθηκαν ιστορικά.

Σύστημα τηλεπικοινωνιών- ένα σύνολο τεχνικών αντικειμένων, οργανωτικών μέτρων και θεμάτων που υλοποιούν διαδικασίες που αποτελούνται από: διαδικασίες σύνδεσης, διαδικασίες μεταφοράς και διαδικασίες πρόσβασης.

Τα συστήματα τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιούν το φυσικό ή τεχνητό περιβάλλον για την ανταλλαγή πληροφοριών. Τα τηλεπικοινωνιακά συστήματα, μαζί με το μέσο που χρησιμοποιείται για μετάδοση, σχηματίζουν τηλεπικοινωνιακά δίκτυα. Τα πιο σημαντικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα είναι (Εικ. 8.2.): υπηρεσία ταχυδρομείου; δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο (PSTN)· δίκτυα κινητής τηλεφωνίας· τηλεγραφικό δίκτυο? Διαδίκτυο - ένα παγκόσμιο δίκτυο αλληλεπίδρασης δικτύων υπολογιστών. ενσύρματο δίκτυο μετάδοσης? καλωδιακά τηλεοπτικά δίκτυα· τηλεοπτικά και ραδιοφωνικά δίκτυα εκπομπής· τμηματικά δίκτυα επικοινωνίας που παρέχουν υπηρεσίες επικοινωνίας σε κυβερνητικές υπηρεσίες, συστήματα ελέγχου εναέριας και θαλάσσιας κυκλοφορίας, μεγάλα βιομηχανικά συγκροτήματα. παγκόσμια δίκτυα διάσωσης και ασφάλειας.

Τα συστήματα τηλεπικοινωνιών που αναφέρονται παραπάνω, κατά κανόνα, αλληλεπιδρούν στενά μεταξύ τους και χρησιμοποιούν κοινούς πόρους για επικοινωνία. Για την οργάνωση μιας τέτοιας αλληλεπίδρασης σε κάθε κράτος και σε παγκόσμια κλίμακα, υπάρχουν ειδικοί φορείς που ρυθμίζουν τη χρήση των κοινών πόρων. καθορίσει γενικοί κανόνεςαλληλεπιδράσεις (πρωτόκολλα) τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. ανάπτυξη προηγμένων τεχνολογιών τηλεπικοινωνιών.

Για την υλοποίηση της επικοινωνίας εξ αποστάσεως, τα τηλεπικοινωνιακά συστήματα χρησιμοποιούν: συστήματα μεταγωγής. συστήματα μετάδοσης· συστήματα πρόσβασης και ελέγχου των καναλιών μετάδοσης.

1. Αρχές κατασκευής ασύρματων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων

1.1 Αρχιτεκτονική συστημάτων κυψελωτών επικοινωνιών.

1.2 Εξυπηρέτηση του συνδρομητή από το δίκτυο.

1.3 Μέθοδοι διαχωρισμού συνδρομητών σε κυψελοειδείς επικοινωνίες

1.4 Πρότυπο DECT για επικοινωνία.

1.5 Πρότυπα Bluetooth, Wi-Fi (802.11, 802.16).

2. Συστήματα σύνθετα σήματαγια τηλεπικοινωνιακά συστήματα.

2.1 Φάσματα σήματος

2.2 Ιδιότητες συσχέτισης σημάτων

2.3 Τύποι σύνθετων σημάτων

2.4 Συστήματα παραγόμενων σημάτων

3. Διαμόρφωση σύνθετων σημάτων

3.1 Γεωμετρική αναπαράσταση σημάτων

3.2 Μέθοδοι πληκτρολόγησης φάσης σημάτων (FM2, FM4, OFM).

3.3 Διαμόρφωση με ελάχιστη μετατόπιση συχνότητας.

3.4 Τετραγωνική διαμόρφωση και τα χαρακτηριστικά της (QPSK, QAM).

3.5 Υλοποίηση τετράγωνων μόντεμ.

4. Χαρακτηριστικά λήψης σήματος στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα.

4.1 Πιθανότητα σφαλμάτων διάκρισης M γνωστών σημάτων

4.2 Πιθανότητα σφαλμάτων στη διάκριση M κυμαινόμενων σημάτων.

4.3 Υπολογισμός σφαλμάτων διάκρισης σημάτων Μ με άγνωστα

ρυθμίσεις χωρίς ενέργεια.

4.4 Σύγκριση συστημάτων σύγχρονης και ασύγχρονης επικοινωνίας.

5. Συμπέρασμα.

6. Παραπομπές

1. Αρχές κατασκευής ασύρματων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων

1.1 Αρχιτεκτονική συστημάτων κυψελωτών επικοινωνιών

Ένα σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας είναι ένα σύνθετο και ευέλικτο τεχνικό σύστημα που επιτρέπει μια μεγάλη ποικιλία, τόσο όσον αφορά τις επιλογές διαμόρφωσης όσο και το σύνολο των λειτουργιών που εκτελούνται. Ένα παράδειγμα της πολυπλοκότητας και της ευελιξίας του συστήματος είναι ότι μπορεί να μεταδίδει τόσο ομιλία όσο και άλλους τύπους πληροφοριών, ιδίως μηνύματα κειμένου και δεδομένα υπολογιστή. Όσον αφορά τη μετάδοση φωνής, με τη σειρά της, η συνηθισμένη αμφίδρομη τηλεφωνική επικοινωνία, η πολυμερής τηλεφωνική επικοινωνία (η λεγόμενη κλήση συνδιάσκεψης - με περισσότερους από δύο συνδρομητές να συμμετέχουν σε μια συνομιλία ταυτόχρονα), φωνητικό ταχυδρομείο. Όταν οργανώνετε μια κανονική αμφίδρομη τηλεφωνική συνομιλία, ξεκινώντας με μια κλήση, είναι δυνατές οι λειτουργίες αυτόματης επανάκλησης, αναμονής κλήσης, προώθησης κλήσεων.

Ένα σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας είναι χτισμένο ως μια συλλογή κυψελών, ή κυψελών, που καλύπτουν μια περιοχή εξυπηρέτησης, όπως μια μητροπολιτική περιοχή. Τα κύτταρα συνήθως απεικονίζονται σχηματικά με τη μορφή κανονικών εξαγώνων ίσου μεγέθους (Εικ. 1.1.), τα οποία, λόγω της ομοιότητας με τις κηρήθρες μελισσών, ήταν η αιτία να ονομαστεί το σύστημα κυψελοειδές. Η κυτταρική, ή κυψελοειδές, δομή του συστήματος σχετίζεται άμεσα με την αρχή της επαναχρησιμοποίησης συχνότητας - τη βασική αρχή του κυψελοειδούς συστήματος, η οποία καθορίζει αποτελεσματική χρήσηαποκλειστικό εύρος συχνοτήτων και υψηλή χωρητικότητα συστήματος.

Ρύζι. 1.1. Κυψέλες (κελιά) του συστήματος που καλύπτουν ολόκληρη την περιοχή εξυπηρέτησης.

Στο κέντρο κάθε κυψέλης υπάρχει ένας σταθμός βάσης που εξυπηρετεί όλους τους κινητούς σταθμούς (ραδιοτηλεφωνικά σύνολα συνδρομητών) εντός της κυψέλης του (Εικ. 1.2.). Όταν ένας συνδρομητής μετακινείται από το ένα κύτταρο στο άλλο, η υπηρεσία του μεταφέρεται από ένα σταθμός βάσηςσε άλλο. Όλοι οι σταθμοί βάσης του συστήματος, με τη σειρά τους, συνδέονται με το κέντρο μεταγωγής, από το οποίο υπάρχει πρόσβαση στο Δίκτυο Διασυνδεδεμένων Επικοινωνιών (VSS) της Ρωσίας, ιδίως, εάν συμβαίνει σε μια πόλη, πρόσβαση σε ένα κανονικό αστικό ενσύρματο δίκτυο τηλεφωνική επικοινωνία.

Ρύζι. 1.2. Μία κυψέλη με σταθμό βάσης στο κέντρο που εξυπηρετεί όλους τους κινητούς σταθμούς της κυψέλης.

Στο σχ. 1.3. δίνεται ένα λειτουργικό διάγραμμα που αντιστοιχεί στην περιγραφείσα δομή.

Ρύζι. 1.3. Απλοποιημένο λειτουργικό διάγραμμα ενός κυψελωτού συστήματος επικοινωνίας: BS - σταθμός βάσης. PS - κινητός σταθμός (ραδιοτηλέφωνο συνδρομητή).

Στην πραγματικότητα, τα κύτταρα δεν είναι ποτέ αυστηρά γεωμετρικά. Τα όρια των πραγματικών κυψελών έχουν τη μορφή ακανόνιστων καμπυλών ανάλογα με τις συνθήκες διάδοσης και εξασθένησης των ραδιοκυμάτων, δηλ. σχετικά με το έδαφος, τη φύση και την πυκνότητα της βλάστησης και των κτιρίων και παρόμοιους παράγοντες. Επιπλέον, τα όρια κυψέλης γενικά δεν είναι καλά καθορισμένα, καθώς το όριο μεταβίβασης ενός κινητού σταθμού από τη μια κυψέλη στην άλλη μπορεί να μετατοπιστεί σε κάποιο βαθμό με αλλαγές στις συνθήκες διάδοσης ραδιοκυμάτων και ανάλογα με την κατεύθυνση κίνησης του κινητού σταθμού. Ομοίως, η θέση του σταθμού βάσης συμπίπτει μόνο κατά προσέγγιση με το κέντρο της κυψέλης, το οποίο, επιπλέον, δεν είναι τόσο εύκολο να προσδιοριστεί με σαφήνεια εάν το κελί έχει ακανόνιστο σχήμα. Εάν οι σταθμοί βάσης χρησιμοποιούν κατευθυντικές (όχι ισότροπες στο οριζόντιο επίπεδο) κεραίες, τότε οι σταθμοί βάσης καταλήγουν στην πραγματικότητα στα όρια της κυψέλης. Επιπλέον, ένα σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας μπορεί να περιλαμβάνει περισσότερα από ένα κέντρα μεταγωγής, τα οποία μπορεί να οφείλονται στην εξέλιξη της ανάπτυξης του συστήματος ή στην περιορισμένη χωρητικότητα του διακόπτη. Είναι δυνατή, για παράδειγμα, η δομή του συστήματος του τύπου που φαίνεται στο Σχ. 1.4. - με πολλά κέντρα μεταγωγής, ένα από τα οποία μπορεί να ονομαστεί υπό όρους "κεφαλή" ή "οδηγό".

Ρύζι. 1.4. Σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας με δύο κέντρα μεταγωγής.

Σκεφτείτε έναν κινητό σταθμό, ο οποίος είναι το απλούστερο στοιχείο ενός συστήματος κυψελοειδούς επικοινωνίας από άποψη λειτουργικότητας και σχεδίασης, και επιπλέον, είναι το μόνο στοιχείο του συστήματος που είναι πραγματικά διαθέσιμο στον χρήστη.

Το μπλοκ διάγραμμα του κινητού σταθμού φαίνεται στην εικ. 1.5. Αποτελείται απο:

Μπλοκ ελέγχου.

Μονάδα πομποδέκτη;

Μπλοκ κεραίας.

Ρύζι. 1.5. Μπλοκ διάγραμμα κινητού σταθμού (ραδιοτηλέφωνο συνδρομητή).

Η μονάδα πομποδέκτη, με τη σειρά της, περιλαμβάνει έναν πομπό, έναν δέκτη, έναν συνθέτη συχνότητας και μια λογική μονάδα.

Η μονάδα κεραίας είναι η απλούστερη σε σύνθεση: περιλαμβάνει την ίδια την κεραία και τον διακόπτη λήψης-μετάδοσης. Το τελευταίο για έναν ψηφιακό σταθμό μπορεί να είναι ένας ηλεκτρονικός διακόπτης που συνδέει την κεραία είτε με την έξοδο του πομπού είτε με την είσοδο του δέκτη, αφού ο κινητός σταθμός ενός ψηφιακού συστήματος δεν λαμβάνει και εκπέμπει ποτέ ταυτόχρονα.

Η μονάδα ελέγχου περιλαμβάνει ακουστικό - μικρόφωνο και ηχείο, πληκτρολόγιο και οθόνη. Το πληκτρολόγιο (πεδίο κλήσης με αριθμητικά πλήκτρα και πλήκτρα λειτουργίας) χρησιμοποιείται για την κλήση του αριθμού τηλεφώνου του καλούμενου συνδρομητή, καθώς και για εντολές που καθορίζουν τον τρόπο λειτουργίας του κινητού σταθμού. Η οθόνη χρησιμεύει για την εμφάνιση διαφόρων πληροφοριών που παρέχονται από τη συσκευή και τον τρόπο λειτουργίας του σταθμού.

Η μονάδα πομποδέκτη είναι πολύ πιο περίπλοκη.

Ο πομπός περιλαμβάνει:

Μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό (ADC) - μετατρέπει το σήμα από την έξοδο του μικροφώνου σε ψηφιακή μορφή και όλη η επακόλουθη επεξεργασία και μετάδοση του σήματος ομιλίας πραγματοποιείται σε ψηφιακή μορφή, μέχρι την αντίστροφη μετατροπή ψηφιακού σε αναλογικό.

Ο κωδικοποιητής ομιλίας κωδικοποιεί το σήμα ομιλίας, δηλ. μετατρέπει ένα ψηφιακό σήμα σύμφωνα με ορισμένους νόμους προκειμένου να μειώσει τον πλεονασμό του, δηλ. προκειμένου να μειωθεί ο όγκος των πληροφοριών που μεταδίδονται μέσω ενός καναλιού επικοινωνίας·

Κωδικοποιητής καναλιού - προσθέτει σε ψηφιακό σήμα, που λαμβάνονται από την έξοδο του κωδικοποιητή ομιλίας, πρόσθετες (περιττές) πληροφορίες σχεδιασμένες να προστατεύουν από σφάλματα κατά τη μετάδοση σήματος μέσω της γραμμής επικοινωνίας. Για τον ίδιο σκοπό, οι πληροφορίες υποβάλλονται σε ορισμένη επανασυσκευασία (πολλαπλασιασμός). Επιπλέον, ο κωδικοποιητής καναλιού εισάγει πληροφορίες ελέγχου από το λογικό μπλοκ στο μεταδιδόμενο σήμα.

Διαμορφωτής - πραγματοποιεί τη μεταφορά πληροφοριών του κωδικοποιημένου σήματος βίντεο στη συχνότητα του φορέα.

Η σύνθεση του δέκτη αντιστοιχεί βασικά στον πομπό, αλλά με τις αντίστροφες συναρτήσεις των μπλοκ που τον αποτελούν:

Ο αποδιαμορφωτής εξάγει από το διαμορφωμένο ραδιοσήμα ένα κωδικοποιημένο σήμα βίντεο που μεταφέρει πληροφορίες.

Ο αποκωδικοποιητής καναλιών εξάγει πληροφορίες ελέγχου από τη ροή εισόδου και τις στέλνει στο λογικό μπλοκ. οι πληροφορίες που λαμβάνονται ελέγχονται για σφάλματα και τα επιλεγμένα σφάλματα διορθώνονται εάν είναι δυνατόν. Πριν από περαιτέρω επεξεργασία, οι πληροφορίες που λαμβάνονται υπόκεινται σε επανασυσκευασία (σε σχέση με τον κωδικοποιητή).

Ο αποκωδικοποιητής ομιλίας αποκαθιστά το σήμα ομιλίας που έρχεται σε αυτόν από τον αποκωδικοποιητή καναλιού, μετατρέποντάς το σε φυσική μορφή, με τον εγγενή πλεονασμό του, αλλά σε ψηφιακή μορφή.

Ένας μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό (DAC) μετατρέπει το λαμβανόμενο σήμα ομιλίας σε αναλογική μορφή και το τροφοδοτεί στην έξοδο του ηχείου.

Ο ισοσταθμιστής χρησιμεύει για την μερική αντιστάθμιση της παραμόρφωσης του σήματος λόγω της διάδοσης πολλαπλών διαδρομών. Στην ουσία, είναι ένα προσαρμοστικό φίλτρο που συντονίζεται σύμφωνα με την ακολουθία εκπαίδευσης των συμβόλων που αποτελεί μέρος των μεταδιδόμενων πληροφοριών. το μπλοκ ισοσταθμιστή δεν είναι, γενικά, λειτουργικά απαραίτητο και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να απουσιάζει.

Για έναν συνδυασμό κωδικοποιητή και αποκωδικοποιητή, μερικές φορές χρησιμοποιείται το όνομα κωδικοποιητής.

Εκτός από τον πομπό και τον δέκτη, η μονάδα πομποδέκτη περιλαμβάνει μια λογική μονάδα και έναν συνθέτη συχνότητας. Η λογική μονάδα είναι, στην πραγματικότητα, ένας μικροϋπολογιστής με τη δική του λειτουργική και μόνιμη μνήμη, ο οποίος ελέγχει τη λειτουργία του κινητού σταθμού. Ο συνθεσάιζερ είναι μια πηγή ταλαντώσεων φέρουσας συχνότητας που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση πληροφοριών μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού. Η παρουσία ενός τοπικού ταλαντωτή και ενός μετατροπέα συχνότητας οφείλεται στο γεγονός ότι διαφορετικά μέρη του φάσματος χρησιμοποιούνται για μετάδοση και λήψη.

Το μπλοκ διάγραμμα του σταθμού βάσης φαίνεται στην εικ. 1.6.

Ρύζι. 1.6. Μπλοκ διάγραμμα σταθμού βάσης.

Η παρουσία πολλών δεκτών και του ίδιου αριθμού πομπών επιτρέπει την ταυτόχρονη λειτουργία σε πολλά κανάλια με διαφορετικές συχνότητες.

Οι δέκτες και οι πομποί με το ίδιο όνομα έχουν κοινούς συντονιζόμενους ταλαντωτές αναφοράς, οι οποίοι εξασφαλίζουν τον συντονισμένο συντονισμό τους κατά την εναλλαγή από το ένα κανάλι στο άλλο. Για να εξασφαλιστεί η ταυτόχρονη λειτουργία Ν δεκτών για μία λήψη και Ν πομπών για μία κεραία εκπομπής, τοποθετείται ένας διαιρέτης ισχύος για Ν εξόδους μεταξύ της κεραίας λήψης και των δεκτών και ένας διαιρέτης ισχύος για τις εισόδους Ν μεταξύ των πομπών και της κεραίας εκπομπής. .

Ο δέκτης και ο πομπός έχουν την ίδια δομή όπως στον κινητό σταθμό, με τη διαφορά ότι εδώ δεν υπάρχουν DAC και ADC, καθώς τόσο το σήμα εισόδου του πομπού όσο και το σήμα εξόδου του δέκτη είναι ψηφιακό.

Η μονάδα διεπαφής γραμμής επικοινωνίας συσκευάζει τις πληροφορίες που μεταδίδονται μέσω της γραμμής επικοινωνίας στο κέντρο μεταγωγής και αποσυσκευάζει τις πληροφορίες που λαμβάνονται από αυτό.

Ο ελεγκτής του σταθμού βάσης, ο οποίος είναι ένας αρκετά ισχυρός και τέλειος υπολογιστής, παρέχει έλεγχο στη λειτουργία του σταθμού, καθώς και παρακολούθηση της απόδοσης όλων των μονάδων και κόμβων του.

Το κέντρο μεταγωγής είναι το κέντρο του εγκεφάλου και ταυτόχρονα το κέντρο αποστολής του κυψελοειδούς συστήματος επικοινωνίας, στο οποίο είναι κλειστές οι ροές πληροφοριών από όλους τους σταθμούς βάσης και μέσω του οποίου παρέχεται πρόσβαση σε άλλα δίκτυα επικοινωνίας - σταθερό τηλεφωνικό δίκτυο, μεγάλες αποστάσεις δίκτυα επικοινωνιών, δορυφορικές επικοινωνίες και άλλα κυψελωτά δίκτυα.

Το μπλοκ διάγραμμα του κέντρου μεταγωγής φαίνεται στην εικ. 1.7. Ο διακόπτης εκτελεί την εναλλαγή των ροών πληροφοριών μεταξύ των αντίστοιχων γραμμών επικοινωνίας. Μπορεί, ειδικότερα, να κατευθύνει τη ροή πληροφοριών από έναν σταθμό βάσης σε έναν άλλο ή από έναν σταθμό βάσης σε ένα σταθερό δίκτυο επικοινωνίας ή αντίστροφα.

Ο διακόπτης συνδέεται με τις γραμμές επικοινωνίας μέσω των κατάλληλων ελεγκτών επικοινωνίας που πραγματοποιούν ενδιάμεση επεξεργασία (συσκευασία/αποσυσκευασία, αποθήκευση buffer) των ροών πληροφοριών. Η γενική διαχείριση της λειτουργίας του κέντρου μεταγωγής και του συστήματος στο σύνολό του πραγματοποιείται από τον κεντρικό ελεγκτή, ο οποίος διαθέτει ισχυρό λογισμικό. Το έργο του κέντρου μεταγωγής περιλαμβάνει την ενεργό συμμετοχή των χειριστών, επομένως, το κέντρο περιλαμβάνει τα κατάλληλα τερματικά, καθώς και μέσα εμφάνισης και καταγραφής (τεκμηρίωσης) πληροφοριών. Ο χειριστής εισάγει δεδομένα για τους συνδρομητές και τις συνθήκες εξυπηρέτησής τους, αρχικά δεδομένα για τους τρόπους λειτουργίας του συστήματος.

Ρύζι. 1.7. Μπλοκ διάγραμμα του κέντρου μεταγωγής.

Σημαντικά στοιχεία του συστήματος είναι οι βάσεις δεδομένων - μητρώο οικίας, μητρώο επισκεπτών, κέντρο ελέγχου ταυτότητας, μητρώο υλικού. Το μητρώο κατοικίας περιέχει πληροφορίες για όλους τους συνδρομητές που είναι εγγεγραμμένοι σε αυτό το σύστημα και για τους τύπους υπηρεσιών που μπορούν να τους παρέχονται. Η τοποθεσία του συνδρομητή καθορίζεται επίσης εδώ για την οργάνωση της κλήσης του και καταγράφονται οι πραγματικά παρεχόμενες υπηρεσίες. Το μητρώο επισκεπτών περιέχει περίπου τις ίδιες πληροφορίες για συνδρομητές - επισκέπτες (περιαγωγής), π.χ. σχετικά με συνδρομητές που είναι εγγεγραμμένοι σε άλλο σύστημα, αλλά επί του παρόντος χρησιμοποιούν υπηρεσίες κινητής επικοινωνίας σε αυτό το σύστημα. Το Κέντρο ελέγχου ταυτότητας παρέχει διαδικασίες για τον έλεγχο ταυτότητας των συνδρομητών και την κρυπτογράφηση μηνυμάτων. Το μητρώο υλικού, εάν υπάρχει, περιέχει πληροφορίες για τους κινητούς σταθμούς που λειτουργούν για τη δυνατότητα συντήρησης και την εξουσιοδοτημένη χρήση τους.

1.2 Υπηρεσία συνδρομητή από το δίκτυο

Διεπαφή - ένα σύστημα σημάτων μέσω του οποίου οι συσκευές ενός κυψελοειδούς συστήματος επικοινωνίας συνδέονται μεταξύ τους. Κάθε κυψελοειδές πρότυπο χρησιμοποιεί πολλές διεπαφές (διαφορετικές σε διαφορετικά πρότυπα).

Από όλες τις διεπαφές που χρησιμοποιούνται στην κινητή επικοινωνία, μία κατέχει μια ιδιαίτερη θέση - αυτή είναι η διεπαφή ανταλλαγής μεταξύ του κινητού και του σταθμού βάσης. Ονομάζεται διεπαφή αέρα. Η επίγεια διεπαφή χρησιμοποιείται αναγκαστικά σε οποιοδήποτε σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας, με οποιαδήποτε από τις διαμορφώσεις του και στη μόνη δυνατή παραλλαγή για το πρότυπο κυψελοειδούς επικοινωνίας.

Η διεπαφή on-air του συστήματος D-AMPS του προτύπου IS-54 είναι σχετικά απλή (Εικ. 1.8.).

Ένα κανάλι κίνησης είναι ένα κανάλι μετάδοσης φωνής ή δεδομένων. Η μετάδοση πληροφοριών στο κανάλι κυκλοφορίας οργανώνεται με διαδοχικά πλαίσια διάρκειας 40 ms. Κάθε καρέ αποτελείται από έξι χρονικά διαστήματα - κουλοχέρηδες. η διάρκεια της υποδοχής (6,67 ms) αντιστοιχεί σε 324 bit. Με την κωδικοποίηση πλήρους ρυθμού, εκχωρούνται δύο υποδοχές για ένα κανάλι ομιλίας σε κάθε πλαίσιο, δηλ. Ένα τμήμα ομιλίας 20 χιλιοστών του δευτερολέπτου συσκευάζεται σε μία υποδοχή, η οποία είναι το ένα τρίτο του μήκους. Με την κωδικοποίηση μισού ρυθμού, εκχωρείται σε ένα κανάλι ομιλίας μία υποδοχή στο πλαίσιο, δηλ. η συσκευασία του σήματος ομιλίας είναι δύο φορές πιο πυκνή από την κωδικοποίηση πλήρους ρυθμού.

Εικ.1.8. Δομή πλαισίου και υποδοχής του συστήματος D-AMPS (κανάλι κυκλοφορίας, πρότυπο IS-54): Δεδομένα – πληροφορίες ομιλίας. Sync(Sc) – ακολουθία συγχρονισμού (εκπαίδευσης). SACCH – πληροφορίες αργής ευθυγράμμισης καναλιού ελέγχου. CDVCC(CC) - κωδικοποιημένος ψηφιακός κωδικός επιβεβαίωσης χρώματος. G - προστατευτικό κενό. R είναι το μπροστινό διάστημα του παλμού του πομπού. V,W,X,Y - δεκαεξαδικά μηδενικά. Res - ρεζέρβα.

Η υποδοχή έχει ελαφρώς διαφορετική δομή στο κανάλι κίνησης προς τα εμπρός - από το σταθμό βάσης στον κινητό σταθμό και στο κανάλι αντίστροφης κυκλοφορίας - από τον κινητό σταθμό στο σταθμό βάσης. Και στις δύο περιπτώσεις, εκχωρούνται 260 bit για μετάδοση ομιλίας. Άλλα 52 bit καταλαμβάνονται από πληροφορίες ελέγχου και βοηθητικές πληροφορίες. Περιλαμβάνει: μια ακολουθία εκπαίδευσης 28-bit που χρησιμοποιείται για την αναγνώριση της υποδοχής εντός ενός πλαισίου, τον χρονισμό της υποδοχής και τον συντονισμό του ισοσταθμιστή. Μήνυμα σηματοδότησης SACCH 12 bit (παρακολούθηση και έλεγχος). Πεδίο κωδικοποιημένου ψηφιακού χρωματιστικού κωδικού 12 bit (CDVCC) που χρησιμοποιείται για την αναγνώριση του κινητού σταθμού όταν το σήμα του λαμβάνεται από τον σταθμό βάσης (ο κωδικός εκχωρείται από το σταθμό βάσης ξεχωριστά για κάθε κανάλι, δηλαδή για κάθε κινητό σταθμό και αναμεταδίδεται από το το τελευταίο πίσω στο σταθμό βάσης).

Τα υπόλοιπα 12 bit δεν χρησιμοποιούνται στο κανάλι προς τα εμπρός (ρεζέρβα) και στο πίσω κανάλι χρησιμεύουν ως ένα διάστημα προστασίας, κατά το οποίο δεν μεταδίδονται χρήσιμες πληροφορίες.

Στο αρχικό στάδιο της δημιουργίας μιας σύνδεσης, χρησιμοποιείται μια συντομευμένη υποδοχή, στην οποία η ακολουθία συγχρονισμού και ο κώδικας CDVCC επαναλαμβάνονται πολλές φορές, χωρίζονται με μηδενικούς αριθμούς διαφορετικών μηκών. Υπάρχει ένα πρόσθετο προστατευτικό κενό στο άκρο της συντομευμένης υποδοχής. Ο κινητός σταθμός εκπέμπει μικρές υποδοχές έως ότου ο σταθμός βάσης επιλέξει την απαιτούμενη χρονική καθυστέρηση, που καθορίζεται από την απόσταση μεταξύ του κινητού σταθμού και του σταθμού βάσης.

Υπάρχουν πολλά κανάλια επικοινωνίας: συχνότητα, φυσική και λογική.

Ένα κανάλι συχνότητας είναι μια ζώνη συχνοτήτων που διατίθεται για τη μετάδοση πληροφοριών ενός καναλιού επικοινωνίας. Πολλά φυσικά κανάλια μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα κανάλι συχνότητας, για παράδειγμα, στη μέθοδο TDMA.

Ένα φυσικό κανάλι σε ένα σύστημα πολλαπλής πρόσβασης διαίρεσης χρόνου (TDMA) είναι μια χρονική θυρίδα με έναν συγκεκριμένο αριθμό στην ακολουθία πλαισίου διεπαφής αέρα.

Τα λογικά κανάλια χωρίζονται ανάλογα με τον τύπο των πληροφοριών που μεταδίδονται στο φυσικό κανάλι σε κανάλι κυκλοφορίας και κανάλι ελέγχου. Το κανάλι ελέγχου μεταφέρει πληροφορίες σήματος, συμπεριλαμβανομένων πληροφοριών ελέγχου και πληροφοριών παρακολούθησης κατάστασης εξοπλισμού, και το κανάλι κυκλοφορίας μεταφέρει φωνή και δεδομένα.

(Η κίνηση είναι μια συλλογή μηνυμάτων που μεταδίδονται μέσω μιας γραμμής επικοινωνίας).

Εξετάστε τη λειτουργία ενός κινητού σταθμού εντός μιας κυψέλης του ("οικιακού") συστήματος του, χωρίς παράδοση. Στην περίπτωση αυτή, η λειτουργία του κινητού σταθμού μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα στάδια, τα οποία αντιστοιχούν σε τέσσερις τρόπους λειτουργίας:

Ενεργοποίηση και προετοιμασία.

Λειτουργία αναμονής.

Λειτουργία εγκατάστασης επικοινωνίας (κλήση).

Τρόπος επικοινωνίας (τηλεφωνική συνομιλία).

Μετά την ενεργοποίηση του κινητού σταθμού, εκτελείται η προετοιμασία - η αρχική εκκίνηση. Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, ο κινητός σταθμός διαμορφώνεται ώστε να λειτουργεί ως μέρος του συστήματος - σύμφωνα με τα σήματα που μεταδίδονται τακτικά από τους σταθμούς βάσης στα κατάλληλα κανάλια ελέγχου, μετά την οποία ο κινητός σταθμός μεταβαίνει σε κατάσταση αναμονής.

Ενώ βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής, ο κινητός σταθμός παρακολουθεί:

Αλλαγές στις πληροφορίες συστήματος - αυτές οι αλλαγές μπορούν να συσχετιστούν τόσο με αλλαγές στον τρόπο λειτουργίας του συστήματος όσο και με τις κινήσεις του ίδιου του κινητού σταθμού.

Εντολές συστήματος - για παράδειγμα, μια εντολή για επιβεβαίωση της απόδοσής του.

Λήψη κλήσης από το σύστημα.

Αρχικοποίηση κλήσης από δικό του συνδρομητή.

Επιπλέον, ο κινητός σταθμός μπορεί περιοδικά, για παράδειγμα, μία φορά κάθε 10...15 λεπτά, να επιβεβαιώνει τη λειτουργικότητά του μεταδίδοντας κατάλληλα σήματα στον σταθμό βάσης. Στο κέντρο μεταγωγής για κάθε έναν από τους συμπεριλαμβανόμενους σταθμούς κινητής τηλεφωνίας, είναι σταθερό ένα κύτταρο στο οποίο είναι «εγγεγραμμένο», γεγονός που διευκολύνει την οργάνωση της διαδικασίας κλήσης συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας.

Εάν μια κλήση προέρχεται από το σύστημα στον αριθμό ενός συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας, το κέντρο μεταγωγής κατευθύνει αυτήν την κλήση στον σταθμό βάσης της κυψέλης στην οποία είναι «εγγεγραμμένος» ο κινητός σταθμός ή σε πολλούς σταθμούς βάσης κοντά σε αυτήν την κυψέλη, λαμβάνοντας υπόψη την πιθανή κίνηση του συνδρομητή στο χρόνο που έχει παρέλθει από τη στιγμή της τελευταίας «εγγραφής», και οι σταθμοί βάσης τη μεταδίδουν στα κατάλληλα κανάλια κλήσης. Ο κινητός σταθμός, ο οποίος βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής, λαμβάνει την κλήση και την απαντά μέσω του σταθμού βάσης του, μεταδίδοντας ταυτόχρονα τα δεδομένα που είναι απαραίτητα για τη διεξαγωγή της διαδικασίας ελέγχου ταυτότητας. Στο θετικό αποτέλεσμαέλεγχος ταυτότητας, εκχωρείται ένα κανάλι κυκλοφορίας και ο κινητός σταθμός ενημερώνεται για τον αντίστοιχο αριθμό καναλιού συχνότητας. Ο κινητός σταθμός συντονίζεται σε ένα αποκλειστικό κανάλι και, μαζί με το σταθμό βάσης, εκτελεί τα απαραίτητα βήματα για την προετοιμασία μιας συνεδρίας επικοινωνίας. Σε αυτό το στάδιο, ο κινητός σταθμός συντονίζεται στον καθορισμένο αριθμό υποδοχής στο πλαίσιο, προσαρμόζει τη χρονική καθυστέρηση, προσαρμόζει το επίπεδο της ακτινοβολούμενης ισχύος κ.λπ. Η επιλογή της χρονικής καθυστέρησης γίνεται με σκοπό τον προσωρινό συντονισμό των θυρίδων στο πλαίσιο κατά την οργάνωση της επικοινωνίας με κινητούς σταθμούς που βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις από το σταθμό βάσης. Σε αυτή την περίπτωση, η χρονική καθυστέρηση του πακέτου που μεταδίδεται από τον κινητό σταθμό ρυθμίζεται από τις εντολές του σταθμού βάσης.

Στη συνέχεια, ο σταθμός βάσης εκδίδει ένα μήνυμα κουδουνίσματος (κουδουνίσματος), το οποίο αναγνωρίζεται από τον κινητό σταθμό και ο καλών μπορεί να ακούσει το σήμα κουδουνίσματος. Όταν ο καλούμενος συνδρομητής απαντήσει στην κλήση, ο κινητός σταθμός εκδίδει αίτημα τερματισμού κλήσης. Όταν τερματιστεί η σύνδεση, ξεκινά η συνεδρία επικοινωνίας.

Κατά τη διάρκεια της συνομιλίας, ο κινητός σταθμός επεξεργάζεται τα μεταδιδόμενα και λαμβανόμενα σήματα ομιλίας, καθώς και τα σήματα ελέγχου που μεταδίδονται ταυτόχρονα με την ομιλία. Στο τέλος της συνομιλίας, ανταλλάσσονται μηνύματα υπηρεσίας μεταξύ του κινητού και του σταθμού βάσης, μετά την οποία ο πομπός του κινητού σταθμού απενεργοποιείται και ο σταθμός μεταβαίνει σε κατάσταση αναμονής.

Εάν η κλήση προέρχεται από τον κινητό σταθμό, π.χ. ο συνδρομητής καλεί τον αριθμό του καλούμενου συνδρομητή και πιέζει το κουμπί "κλήση" στον πίνακα ελέγχου και, στη συνέχεια, ο σταθμός κινητής τηλεφωνίας μεταδίδει ένα μήνυμα μέσω του σταθμού βάσης του που υποδεικνύει τον αριθμό κλήσης και δεδομένα για τον έλεγχο ταυτότητας του συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας. Μετά τον έλεγχο ταυτότητας, ο σταθμός βάσης εκχωρεί ένα κανάλι κυκλοφορίας και τα επόμενα βήματα για την προετοιμασία μιας συνεδρίας επικοινωνίας είναι τα ίδια όπως όταν λαμβάνεται μια κλήση από το σύστημα.

Στη συνέχεια, ο σταθμός βάσης ενημερώνει το κέντρο μεταγωγής για την ετοιμότητα του κινητού σταθμού, το κέντρο μεταγωγής μεταφέρει την κλήση στο δίκτυο και ο συνδρομητής κινητού σταθμού έχει την ευκαιρία να ακούσει σήματα "κλήσης" ή "απασχολημένος". Η σύνδεση τερματίζεται από την πλευρά του δικτύου.

Κάθε φορά που δημιουργείται μια σύνδεση, εκτελούνται διαδικασίες ελέγχου ταυτότητας και αναγνώρισης.

Ο έλεγχος ταυτότητας είναι μια διαδικασία για την επιβεβαίωση της γνησιότητας (εγκυρότητα, νομιμότητα, διαθεσιμότητα δικαιωμάτων χρήσης υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας) ενός συνδρομητή ενός συστήματος κινητής επικοινωνίας. Η ανάγκη εισαγωγής αυτής της διαδικασίας προκαλείται από τον αναπόφευκτο πειρασμό να αποκτηθεί μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας.

Η αναγνώριση είναι μια διαδικασία για να διαπιστωθεί ότι ένας κινητός σταθμός ανήκει σε μία από τις ομάδες με ορισμένες ιδιότητες ή χαρακτηριστικά. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό συσκευών που έχουν χαθεί, κλαπεί ή δυσλειτουργούν.

Η ιδέα της διαδικασίας ελέγχου ταυτότητας σε ένα ψηφιακό σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας είναι η κρυπτογράφηση ορισμένων κωδικών πρόσβασης αναγνώρισης χρησιμοποιώντας σχεδόν τυχαίους αριθμούς που μεταδίδονται περιοδικά στον κινητό σταθμό από το κέντρο μεταγωγής και έναν αλγόριθμο κρυπτογράφησης ξεχωριστά για κάθε κινητό σταθμό. Αυτή η κρυπτογράφηση, χρησιμοποιώντας τα ίδια αρχικά δεδομένα και αλγόριθμους, εκτελείται τόσο στον κινητό σταθμό όσο και στο κέντρο μεταγωγής και ο έλεγχος ταυτότητας θεωρείται επιτυχής εάν ταιριάζουν και τα δύο αποτελέσματα.

Η διαδικασία αναγνώρισης συνίσταται στη σύγκριση του αναγνωριστικού του συνδρομητή με τους αριθμούς που περιέχονται στις αντίστοιχες «μαύρες λίστες» του μητρώου εξοπλισμού προκειμένου να αποσυρθούν από την κυκλοφορία κλεμμένες και τεχνικά ελαττωματικές συσκευές. Το αναγνωριστικό συσκευής είναι κατασκευασμένο έτσι ώστε να είναι δύσκολο και αντιοικονομικό να το αλλάξετε ή να το παραποιήσετε.

Κατά τη μετακίνηση ενός κινητού σταθμού από τη μια κυψέλη στην άλλη, η υπηρεσία του μεταφέρεται από το σταθμό βάσης της πρώτης κυψέλης στο σταθμό βάσης της δεύτερης (Εικ. 1.9.). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται παράδοση. Συμβαίνει μόνο όταν ο κινητός σταθμός διασχίζει ένα όριο κυψέλης κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας επικοινωνίας και η επικοινωνία δεν διακόπτεται. Εάν ο κινητός σταθμός βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής, απλώς παρακολουθεί αυτές τις κινήσεις σύμφωνα με τις πληροφορίες του συστήματος που μεταδίδονται μέσω του καναλιού ελέγχου και την κατάλληλη στιγμή αλλάζει σε ισχυρότερο σήμα από άλλο σταθμό βάσης.

Ρύζι. 1.9. Μεταφορά από το κελί Α στο κελί Β όταν ο κινητός σταθμός διασχίζει ένα όριο κυψέλης.

Η ανάγκη για μεταβίβαση προκύπτει όταν η ποιότητα του καναλιού επικοινωνίας, όπως μετράται από την ισχύ του σήματος και/ή το ποσοστό σφάλματος bit, πέσει κάτω από ένα αποδεκτό όριο. Στο πρότυπο D-AMPS, ένας κινητός σταθμός μετρά αυτά τα χαρακτηριστικά μόνο για μια λειτουργική κυψέλη, αλλά όταν η ποιότητα επικοινωνίας επιδεινώνεται, το αναφέρει μέσω του σταθμού βάσης στο κέντρο μεταγωγής και κατόπιν εντολής του τελευταίου πραγματοποιούνται παρόμοιες μετρήσεις από κινητούς σταθμούς σε γειτονικά κελιά. Με βάση τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων, το κέντρο μεταγωγής επιλέγει την κυψέλη στην οποία πρέπει να παραδοθεί η υπηρεσία.

Η υπηρεσία μεταφέρεται από την κυψέλη με τη χειρότερη ποιότητα σύνδεσης στην κυψέλη με η καλύτερη ποιότητα, και αυτή η διαφορά πρέπει να είναι τουλάχιστον κάποια δεδομένη τιμή. Εάν αυτή η συνθήκη δεν απαιτείται, τότε, για παράδειγμα, όταν ο κινητός σταθμός κινείται περίπου κατά μήκος του ορίου κυψέλης, είναι δυνατές πολλαπλές μεταδόσεις από το πρώτο κελί στο δεύτερο και πίσω, οδηγώντας σε φόρτωση του συστήματος με άσκοπη εργασία και μείωση της ποιότητας επικοινωνία.

Έχοντας αποφασίσει να παραδώσει και να επιλέξει μια νέα κυψέλη, το κέντρο μεταγωγής ενημερώνει σχετικά το σταθμό βάσης της νέας κυψέλης και ο κινητός σταθμός εκδίδει τις απαραίτητες εντολές μέσω του σταθμού βάσης της παλιάς κυψέλης, υποδεικνύοντας το νέο κανάλι συχνότητας, υποδοχή εργασίας αριθμός, κλπ. Ο κινητός σταθμός αλλάζει σε νέο κανάλικαι έχει ρυθμιστεί ώστε να λειτουργεί με έναν νέο σταθμό βάσης, ακολουθώντας περίπου τα ίδια βήματα με την προετοιμασία μιας συνεδρίας επικοινωνίας, μετά την οποία η επικοινωνία συνεχίζεται μέσω του σταθμού βάσης της νέας κυψέλης. Ταυτόχρονα, ένα διάλειμμα σε μια τηλεφωνική συνομιλία δεν ξεπερνά το κλάσμα του δευτερολέπτου και παραμένει αόρατο για τον συνδρομητή.

Ένα σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας μπορεί να παρέχει λειτουργία περιαγωγής - αυτή είναι μια διαδικασία για την παροχή υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας σε συνδρομητή ενός φορέα στο σύστημα άλλου φορέα εκμετάλλευσης.

Ένα εξιδανικευμένο και απλοποιημένο σχήμα οργάνωσης περιαγωγής έχει ως εξής: ένας συνδρομητής κινητής τηλεφωνίας που βρίσκεται στην επικράτεια ενός "ξένου" συστήματος που επιτρέπει την περιαγωγή, πραγματοποιεί μια κλήση σαν να βρισκόταν στην περιοχή του "δικού του" συστήματος. Το κέντρο μεταγωγής, φροντίζοντας να μην εμφανίζεται αυτός ο συνδρομητής στο μητρώο κατοικίας του, τον αντιλαμβάνεται ως περιαγωγή και τον καταχωρεί στο μητρώο επισκεπτών. Ταυτόχρονα, ζητά από το αρχικό μητρώο του "εγγενούς" συστήματος του περιαγωγής πληροφορίες σχετικές με αυτό, απαραίτητες για την οργάνωση της υπηρεσίας, και αναφέρει σε ποιο σύστημα βρίσκεται αυτή τη στιγμή ο περιαγωγής. Η τελευταία πληροφορία καταγράφεται στο οικείο μητρώο του «εγγενούς» συστήματος του περιαγωγής. Μετά από αυτό, ο περιαγωγής χρησιμοποιεί κυψελοειδείς επικοινωνίες όπως στο σπίτι.

1.3 Μέθοδοι διαχωρισμού συνδρομητών σε κυψελοειδείς επικοινωνίες

Ένας πόρος σύνδεσης αντιπροσωπεύει το χρόνο και το εύρος ζώνης που είναι διαθέσιμο για μετάδοση σήματος σε ένα συγκεκριμένο σύστημα. Για να δημιουργηθεί ένα αποτελεσματικό σύστημα επικοινωνίας, είναι απαραίτητο να προγραμματιστεί η κατανομή του πόρου μεταξύ των χρηστών του συστήματος έτσι ώστε ο χρόνος/συχνότητα να χρησιμοποιείται όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερα. Το αποτέλεσμα αυτού του σχεδιασμού θα πρέπει να είναι η ίση πρόσβαση των χρηστών στον πόρο. Υπάρχουν τρεις κύριες μέθοδοι για τον διαχωρισμό των συνδρομητών σε ένα σύστημα επικοινωνίας.

1. Διαίρεση συχνότητας. Κατανέμονται ορισμένες υποζώνες της χρησιμοποιήσιμης ζώνης συχνοτήτων.

2. Χρονικός χωρισμός. Στους συνδρομητές κατανέμονται περιοδικά χρονικά διαστήματα. Ορισμένα συστήματα επιτρέπουν στους χρήστες περιορισμένο χρόνο επικοινωνίας. Σε άλλες περιπτώσεις, ο χρόνος πρόσβασης των χρηστών σε έναν πόρο καθορίζεται δυναμικά.

3. Διαίρεση κωδικών. Διακρίνονται ορισμένα στοιχεία ενός συνόλου ορθογώνια (ή σχεδόν ορθογώνια) κατανεμημένων φασματικών κωδίκων, καθένα από τα οποία χρησιμοποιεί ολόκληρο το εύρος συχνοτήτων.

Στο διαίρεση συχνότηταςΟ πόρος επικοινωνίας (FDMA) κατανέμεται σύμφωνα με το σχ. 1.10. Εδώ, η κατανομή των σημάτων ή των χρηστών σε ένα εύρος συχνοτήτων είναι μακροπρόθεσμη ή μόνιμη. Ένας πόρος επικοινωνίας μπορεί να περιέχει ταυτόχρονα πολλά σήματα σε απόσταση μεταξύ τους στο φάσμα.

Το κύριο εύρος συχνοτήτων περιέχει σήματα που χρησιμοποιούν το εύρος συχνοτήτων μεταξύ f 0 και f 1 , το δεύτερο μεταξύ f 2 και f 3 και ούτω καθεξής. Οι περιοχές του φάσματος που βρίσκονται μεταξύ των χρησιμοποιήσιμων ζωνών ονομάζονται προστατευτικές ζώνες. Οι προστατευτικές ζώνες λειτουργούν ως buffer για τη μείωση των παρεμβολών μεταξύ γειτονικών (σε συχνότητα) καναλιών.

Ρύζι. 1.10. Σφραγίδα διαίρεσης συχνότητας.

Προκειμένου ένα μη διαμορφωμένο σήμα να χρησιμοποιεί ένα εύρος υψηλότερης συχνότητας, μετατρέπεται με υπέρθεση ή ανάμειξη (διαμόρφωση) αυτού του σήματος και ενός ημιτονοειδούς σήματος σταθερής συχνότητας.

Με τη διαίρεση χρόνου (TDMA), ένας πόρος επικοινωνίας διανέμεται παρέχοντας καθένα από τα σήματα Μ (χρήστες) ολόκληρου του φάσματος για μια μικρή χρονική περίοδο, που ονομάζεται χρονικό διάστημα (Εικ. 1.11.). Τα χρονικά διαστήματα που χωρίζουν τα χρησιμοποιούμενα διαστήματα ονομάζονται διαστήματα προστασίας.

Το διάστημα προστασίας δημιουργεί κάποια χρονική αβεβαιότητα μεταξύ των παρακείμενων σημάτων και λειτουργεί ως προσωρινή μνήμη, μειώνοντας έτσι τις παρεμβολές. Ο χρόνος συνήθως αναλύεται σε διαστήματα που ονομάζονται πλαίσια. Κάθε καρέ χωρίζεται σε χρονοθυρίδες που μπορούν να διανεμηθούν μεταξύ των χρηστών. Η γενική δομή των πλαισίων επαναλαμβάνεται περιοδικά, έτσι ώστε μια μετάδοση δεδομένων TDMA να είναι μία ή περισσότερες χρονοθυρίδες που επαναλαμβάνονται περιοδικά σε κάθε πλαίσιο.

Ρύζι. 1.11. Σφράγιση με προσωρινό διαχωρισμό.

Η πολλαπλή πρόσβαση διαίρεσης κώδικα (CDMA) είναι μια πρακτική εφαρμογή των τεχνικών του φάσματος εξάπλωσης που μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριες κατηγορίες: το φάσμα εξάπλωσης άμεσης ακολουθίας και το φάσμα εξάπλωσης συχνότητας.

Ας εξετάσουμε την επέκταση του φάσματος με τη μέθοδο της άμεσης ακολουθίας. Το διάχυτο φάσμα πήρε το όνομά του από το γεγονός ότι το εύρος ζώνης που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σήματος είναι πολύ μεγαλύτερο από το ελάχιστο που απαιτείται για τη μετάδοση δεδομένων. Έτσι, Ν χρήστες λαμβάνουν έναν μεμονωμένο κωδικό g i (t), όπου i = 1,2,…,N. Οι κωδικοί είναι περίπου ορθογώνιοι.

μπλοκ διάγραμμα τυπικό σύστημαΤο CDMA φαίνεται στην εικ. 1.12.

Ρύζι. 1.12. Διαίρεση κωδικών πολλαπλής πρόσβασης.

Το πρώτο μπλοκ του κυκλώματος αντιστοιχεί στη διαμόρφωση δεδομένων του φέροντος κύματος Acoσω 0 t. Η έξοδος του διαμορφωτή που ανήκει στον χρήστη από την ομάδα 1 μπορεί να γραφτεί ως εξής: s 1 (t)=A 1 (t)cos(ω 0 t+φ 1 (t)).

Ο τύπος του λαμβανόμενου σήματος μπορεί να είναι αυθαίρετος. Το διαμορφωμένο σήμα πολλαπλασιάζεται με το σήμα διασποράς g 1 (t) που έχει εκχωρηθεί στην ομάδα 1. το αποτέλεσμα g 1 (t)s 1 (t) μεταδίδεται μέσω του καναλιού. Ομοίως, για χρήστες ομάδων από 2 έως N, λαμβάνεται το γινόμενο της συνάρτησης κωδικού και του σήματος. Πολύ συχνά, η πρόσβαση στον κώδικα περιορίζεται σε μια καλά καθορισμένη ομάδα χρηστών. Το προκύπτον σήμα καναλιού είναι ένας γραμμικός συνδυασμός όλων των μεταδιδόμενων σημάτων. Παραβλέποντας τις καθυστερήσεις στη μετάδοση του σήματος, ο καθορισμένος γραμμικός συνδυασμός μπορεί να γραφτεί ως εξής: g 1 (t)s 1 (t)+ g 2 (t)s 2 (t)+…+ g N (t)s N (t) .

Ο πολλαπλασιασμός των s 1 (t) και g 1 (t) έχει ως αποτέλεσμα μια συνάρτηση της οποίας το φάσμα είναι η συνέλιξη των φασμάτων των s 1 (t) και g 1 (t). Εφόσον το σήμα s 1 (t) μπορεί να θεωρηθεί στενής ζώνης (σε σύγκριση με g 1 (t)), οι ζώνες g 1 (t)s 1 (t) και g 1 (t) μπορούν να θεωρηθούν περίπου ίσες. Θεωρήστε έναν δέκτη που έχει ρυθμιστεί να λαμβάνει μηνύματα από την ομάδα χρηστών 1. Ας υποθέσουμε ότι το λαμβανόμενο σήμα και ο κωδικός g 1 (t) που δημιουργείται από τον δέκτη είναι πλήρως συγχρονισμένοι μεταξύ τους. Το πρώτο βήμα του δέκτη είναι να πολλαπλασιάσει το λαμβανόμενο σήμα επί g 1 (t). Ως αποτέλεσμα, μια συνάρτηση g 1 2 (t)s 1 (t) και ένα σύνολο πλευρικών σημάτων g 1 (t)g 2 (t)s 2 (t)+ g 1 (t)g 3 (t)s 3 (t )+…+ g 1 (t)g N (t)s N (t). Εάν οι συναρτήσεις κωδικού g i (t) είναι αμοιβαία ορθογώνιες, το λαμβανόμενο σήμα μπορεί να εξαχθεί τέλεια απουσία θορύβου, αφού

.

Τα πλευρικά σήματα εξαλείφονται εύκολα από το σύστημα, αφού

.

Τα κύρια πλεονεκτήματα του CDMA είναι η προστασία της ιδιωτικής ζωής και η προστασία από τον θόρυβο.

1. Απόρρητο. Εάν ο κωδικός μιας ομάδας χρηστών είναι γνωστός μόνο στα εξουσιοδοτημένα μέλη αυτής της ομάδας, το CDMA διασφαλίζει το απόρρητο της επικοινωνίας, καθώς μη εξουσιοδοτημένα άτομα που δεν έχουν τον κωδικό δεν μπορούν να έχουν πρόσβαση στις μεταδιδόμενες πληροφορίες.

2. Ανοσία στον θόρυβο. Η διαμόρφωση ενός σήματος με μια ακολουθία μετάδοσης απαιτεί να διαμορφωθεί εκ νέου με την ίδια ακολουθία κατά τη λήψη (που ισοδυναμεί με την αποδιαμόρφωση του σήματος), με αποτέλεσμα την αποκατάσταση του αρχικού σήματος στενής ζώνης. Εάν η παρεμβολή είναι στενής ζώνης, τότε η αποδιαμορφωτική άμεση ακολουθία, όταν λαμβάνεται, ενεργεί πάνω της ως διαμορφωτική, δηλ. «λερώνει» το φάσμα του σε μια ευρεία ζώνη W ss, με αποτέλεσμα μόνο το 1/G της ισχύος παρεμβολής να πέφτει στη στενή ζώνη του σήματος W s, έτσι ώστε η παρεμβολή στενής ζώνης να εξασθενεί G φορές, όπου G=W ss /W s (W ss είναι η ζώνη εκτεταμένου φάσματος, W s είναι το αρχικό φάσμα). Εάν η παρεμβολή είναι ευρυζωνική - με ζώνη της τάξης του W ss ή ευρύτερη, τότε η αποδιαμόρφωση δεν θα αλλάξει το πλάτος του φάσματος της και η παρεμβολή θα πέσει στη ζώνη σήματος εξασθενημένη όσες φορές η ζώνη της είναι ευρύτερη από τη ζώνη W του αρχικού σήματος.

1.4 Τυπικό DECT για επικοινωνία

Τα συστήματα και οι συσκευές DECT διανέμονται σε περισσότερες από 30 χώρες σε όλες τις ηπείρους του πλανήτη. Στην πραγματικότητα, το DECT είναι ένα σύνολο προδιαγραφών που ορίζουν ραδιοδιεπαφές για διάφορους τύπους δικτύων και εξοπλισμού επικοινωνίας. Το DECT συνδυάζει τις απαιτήσεις, τα πρωτόκολλα και τα μηνύματα που διασφαλίζουν την αλληλεπίδραση των δικτύων επικοινωνίας και του τερματικού εξοπλισμού. Η οργάνωση των ίδιων των δικτύων και η διάταξη του εξοπλισμού δεν περιλαμβάνονται στο πρότυπο. Το πιο σημαντικό καθήκον του DECT είναι να διασφαλίσει τη συμβατότητα του εξοπλισμού από διαφορετικούς κατασκευαστές.

Αρχικά, το DECT επικεντρώθηκε στην τηλεφωνία - ραδιοεπέκταση, ασύρματα PBX γραφείου, παρέχοντας ασύρματη πρόσβαση σε δημόσια τηλεφωνικά δίκτυα. Αλλά το πρότυπο αποδείχθηκε τόσο επιτυχημένο που άρχισε να χρησιμοποιείται σε συστήματα μετάδοσης δεδομένων, ασύρματη πρόσβαση συνδρομητών σε δημόσια δίκτυα επικοινωνίας. Το DECT έχει βρει χρήση σε εφαρμογές πολυμέσων και οικιακά δίκτυα ραδιοφώνου, για πρόσβαση στο Διαδίκτυο και φαξ.

Τι είναι η διεπαφή ραδιοφώνου DECT; Στη ζώνη των 20 MHz (1880 - 1900 MHz), κατανέμονται 10 φέρουσες συχνότητες με ένα διάστημα 1,728 MHz. Το DECT χρησιμοποιεί τεχνολογία πρόσβασης διαίρεσης χρόνου - TDMA. Το φάσμα χρόνου χωρίζεται σε ξεχωριστά πλαίσια των 10ms (Εικ. 1.13.). Κάθε καρέ χωρίζεται σε 24 χρονοθυρίδες: 12 υποδοχές για λήψη (από την άποψη ενός φορητού τερματικού) και 12 για μετάδοση. Έτσι, σε καθεμία από τις 10 φέρουσες συχνότητες, σχηματίζονται 12 κανάλια διπλής όψης - συνολικά 120. Το Duplex παρέχεται με χρονική διαίρεση (με διάστημα 5 ms) λήψης / μετάδοσης. Η ακολουθία 32-bit "101010…" χρησιμοποιείται για συγχρονισμό. Το DECT παρέχει συμπίεση ομιλίας σύμφωνα με την προσαρμοστική διαφορική τεχνολογία PCM με ρυθμό 32 Kbps. Επομένως, το τμήμα πληροφοριών κάθε υποδοχής είναι 320 bit. Κατά τη μετάδοση δεδομένων, είναι δυνατός ο συνδυασμός χρονοθυρίδων. Η ραδιοφωνική διαδρομή χρησιμοποιεί διαμόρφωση συχνότητας Gauss.

Οι σταθμοί βάσης (BS) και τα τερματικά συνδρομητών (AT) DECT σαρώνουν συνεχώς όλα τα διαθέσιμα κανάλια (έως 120). Σε αυτήν την περίπτωση, μετράται η ισχύς του σήματος σε κάθε κανάλι, το οποίο εισάγεται στη λίστα RSSI. Εάν ο σύνδεσμος είναι απασχολημένος ή θορυβώδης, το RSSI είναι υψηλό. Το BS επιλέγει το κανάλι με τα περισσότερα χαμηλής αξίας RSSI για συνεχή μετάδοση πληροφοριών υπηρεσίας σχετικά με κλήσεις συνδρομητών, αναγνωριστικό σταθμού, δυνατότητες συστήματος κ.λπ. Αυτές οι πληροφορίες παίζουν το ρόλο των σημάτων αναφοράς για το AT - σύμφωνα με αυτές, οι συσκευές συνδρομητών καθορίζουν εάν υπάρχει δικαίωμα πρόσβασης σε ένα συγκεκριμένο BS, εάν παρέχει τις υπηρεσίες που απαιτούνται από τον συνδρομητή, εάν υπάρχει ελεύθερη χωρητικότητα στο σύστημα και επιλέγουν το BS με το σήμα υψηλότερης ποιότητας.

Στο DECT, το κανάλι επικοινωνίας ορίζει πάντα AT. Όταν ζητείται σύνδεση από το BS (εισερχόμενη σύνδεση), το AT λαμβάνει μια ειδοποίηση και επιλέγει ένα ραδιοφωνικό κανάλι. Οι πληροφορίες υπηρεσίας μεταδίδονται από το σταθμό βάσης και αναλύονται από το τερματικό χρήστη συνεχώς, επομένως, το AT συγχρονίζεται πάντα με το πλησιέστερο διαθέσιμο BS. Κατά τη δημιουργία μιας νέας σύνδεσης, το AT επιλέγει το κανάλι με τη χαμηλότερη τιμή RSSI - αυτό διασφαλίζει ότι η νέα σύνδεση πραγματοποιείται στο καθαρότερο διαθέσιμο κανάλι. Αυτή η διαδικασία δυναμικής κατανομής καναλιών σάς επιτρέπει να απαλλαγείτε από τον προγραμματισμό συχνότητας - το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του DECT.

Ρύζι. 1.13. Φάσμα DECT.

Δεδομένου ότι το AT αναλύει συνεχώς, ακόμη και όταν δημιουργείται μια σύνδεση, τα διαθέσιμα κανάλια, μπορούν να αλλάξουν δυναμικά κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας επικοινωνίας. Μια τέτοια εναλλαγή είναι δυνατή τόσο σε άλλο κανάλι του ίδιου BS όσο και σε άλλο BS. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «παράδοση». Κατά την παράδοση, το ΑΤ δημιουργεί μια νέα σύνδεση και για κάποιο χρονικό διάστημα διατηρείται η επικοινωνία και στα δύο κανάλια. Στη συνέχεια επιλέγεται ο καλύτερος. Η αυτόματη εναλλαγή μεταξύ καναλιών διαφορετικών BS συμβαίνει σχεδόν ανεπαίσθητα για το χρήστη και ενεργοποιείται πλήρως από το AT.

Είναι σημαντικό η ισχύς σήματος στη ραδιοφωνική διαδρομή του εξοπλισμού DECT να είναι πολύ χαμηλή - από 10 έως 250 mW. Επιπλέον, τα 10 mW είναι πρακτικά η ονομαστική ισχύς για μικροκυτταρικά συστήματα με ακτίνα κυψέλης 30-50 m εντός του κτιρίου και έως 300-400 m σε ανοιχτό χώρο. Πομποί με ισχύ έως 250 mW χρησιμοποιούνται για ραδιοκάλυψη μεγάλων περιοχών (έως 5 km).

Με ισχύ 10 mW, είναι δυνατός ο εντοπισμός σταθμών βάσης σε απόσταση 25 μ. Ως αποτέλεσμα, επιτυγχάνεται πυκνότητα ρεκόρ ταυτόχρονων συνδέσεων (περίπου 100 χιλιάδες συνδρομητές), με την προϋπόθεση ότι το BS βρίσκεται σύμφωνα με το εξάγωνο. σχέδιο στο ίδιο επίπεδο (στον ίδιο όροφο).

Για προστασία από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση στα συστήματα DECT, χρησιμοποιείται η διαδικασία ελέγχου ταυτότητας BS και AT. Το AT είναι εγγεγραμμένο στο σύστημα ή σε μεμονωμένους σταθμούς βάσης στους οποίους έχει πρόσβαση. Ο έλεγχος ταυτότητας πραγματοποιείται με κάθε σύνδεση: το BS στέλνει ένα "αίτημα" στο AT - έναν τυχαίο αριθμό (64 bit). Με βάση αυτόν τον αριθμό και το κλειδί ελέγχου ταυτότητας, το AT και το BS υπολογίζουν μια απόκριση ελέγχου ταυτότητας (32 bit) χρησιμοποιώντας έναν δεδομένο αλγόριθμο, τον οποίο το AT στέλνει στο BS. Το BS συγκρίνει την υπολογισμένη απόκριση με τη ληφθείσα και, εάν ταιριάζουν, επιτρέπει στο AT να συνδεθεί. Το DECT διαθέτει έναν τυπικό αλγόριθμο ελέγχου ταυτότητας DSAA.

Κατά κανόνα, το κλειδί ελέγχου ταυτότητας υπολογίζεται με βάση το κλειδί ελέγχου ταυτότητας του συνδρομητή UAK με μήκος 128 bit ή τον κωδικό ελέγχου ταυτότητας AC (16 - 32 bit). Το UAK αποθηκεύεται σε AT ROM ή σε κάρτα DAM, η οποία είναι παρόμοια με μια κάρτα SIM. Το AC μπορεί επίσης να εγγραφεί χειροκίνητα στο AT ROM ή να εισαχθεί κατά τον έλεγχο ταυτότητας. Μαζί με το UAK, χρησιμοποιείται επίσης ένα προσωπικό αναγνωριστικό χρήστη UPI, μήκους 16-32 bit, που εισάγεται μόνο χειροκίνητα. Επιπλέον, η μη εξουσιοδοτημένη ανάκτηση πληροφοριών σε συστήματα με TDMA είναι εξαιρετικά περίπλοκη και είναι διαθέσιμη μόνο σε ειδικούς.

1.5 Πρότυπα Bluetooth , Wi - fi (802.11, 802.16)

Η προδιαγραφή Bluetooth περιγράφει μια μέθοδο πακέτου για τη μετάδοση πληροφοριών με πολυπλεξία χρόνου. Η κίνηση ραδιοφώνου εμφανίζεται στη ζώνη συχνοτήτων 2400-2483,5 MHz. Η ραδιοφωνική διαδρομή χρησιμοποιεί τη μέθοδο εξάπλωσης του φάσματος μέσω αναπηδήσεων συχνότητας και διαμόρφωσης συχνότητας Gauss δύο επιπέδων.

Η μέθοδος αναπήδησης συχνότητας υπονοεί ότι ολόκληρη η ζώνη συχνοτήτων που διατίθεται για μετάδοση χωρίζεται σε έναν ορισμένο αριθμό υποκαναλιών με πλάτος 1 MHz το καθένα. Το κανάλι είναι μια ψευδοτυχαία ακολουθία άλματος πάνω από 79 ή 23 υποκανάλια RF. Κάθε κανάλι χωρίζεται σε χρονικά τμήματα 625 μs, με κάθε τμήμα να αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο υποκανάλι. Ο πομπός χρησιμοποιεί μόνο ένα υποκανάλι τη φορά. Τα άλματα συμβαίνουν ταυτόχρονα στον πομπό και τον δέκτη σε μια προκαθορισμένη ψευδοτυχαία ακολουθία. Μπορούν να συμβούν έως και 1600 άλματα συχνότητας ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η μέθοδος παρέχει εμπιστευτικότητα και κάποια θόρυβο των μεταδόσεων. Η ασυλία θορύβου εξασφαλίζεται από το γεγονός ότι εάν το μεταδιδόμενο πακέτο δεν μπορούσε να ληφθεί σε κανένα υποκανάλι, τότε ο δέκτης το αναφέρει και η μετάδοση του πακέτου επαναλαμβάνεται σε ένα από τα ακόλουθα υποκανάλια, ήδη σε διαφορετική συχνότητα.

Το πρωτόκολλο Bluetooth υποστηρίζει συνδέσεις από σημείο σε σημείο και από σημείο σε πολλά σημεία. Δύο ή περισσότερες συσκευές που χρησιμοποιούν το ίδιο κανάλι σχηματίζουν ένα piconet. Μία από τις συσκευές λειτουργεί ως κύριος και οι υπόλοιπες ως σκλάβοι. Μπορεί να υπάρχουν έως και επτά ενεργοί slaves σε ένα piconet, με τους υπόλοιπους slaves σε κατάσταση "παρκαρισμένου", να παραμένουν συγχρονισμένοι με το master. Τα αλληλεπιδρώντα piconets σχηματίζουν ένα «κατανεμημένο δίκτυο».

Κάθε piconet έχει μόνο μία κύρια συσκευή, αλλά οι slave συσκευές μπορούν να αποτελούν μέρος διαφορετικών piconet. Επιπλέον, η κύρια συσκευή ενός piconet μπορεί να είναι slave σε ένα άλλο (Εικ. 1.14.). Τα Piconets δεν συγχρονίζονται μεταξύ τους ως προς το χρόνο και τη συχνότητα - καθένα από αυτά χρησιμοποιεί τη δική του ακολουθία αναπηδήσεων συχνότητας. Στο ίδιο piconet, όλες οι συσκευές συγχρονίζονται σε χρόνο και συχνότητα. Η ακολουθία αναπήδησης είναι μοναδική για κάθε piconet και καθορίζεται από τη διεύθυνση της κύριας συσκευής του. Το μήκος του κύκλου της ψευδοτυχαίας ακολουθίας είναι 2 27 στοιχεία.

Ρύζι. 1. 14. Ένα piconet με μία εξαρτημένη συσκευή α), αρκετές β) και ένα κατανεμημένο δίκτυο γ).

ΣΤΟ Πρότυπο BluetoothΠαρέχεται μετάδοση διπλής όψης βάσει χρονικής διαίρεσης. Η κύρια συσκευή μεταδίδει πακέτα σε περιττά χρονικά τμήματα και η εξαρτημένη συσκευή σε ζυγά (Εικ. 1.15.). Τα πακέτα, ανάλογα με το μήκος τους, μπορούν να διαρκέσουν έως και πέντε χρονικά τμήματα. Σε αυτήν την περίπτωση, η συχνότητα του καναλιού δεν αλλάζει μέχρι το τέλος της μετάδοσης του πακέτου (Εικ. 1.16.).

Ρύζι. 1. 15. Διάγραμμα χρονισμού του καναλιού.

Το πρωτόκολλο Bluetooth μπορεί να υποστηρίξει ένα ασύγχρονο κανάλι δεδομένων, έως και τρία σύγχρονα κανάλια φωνής (σταθερής ταχύτητας) ή ένα ταυτόχρονο ασύγχρονο κανάλι δεδομένων και ένα σύγχρονο κανάλι φωνής.

Με μια σύγχρονη σύνδεση, η κύρια συσκευή δεσμεύει χρονικά τμήματα ακολουθώντας τα λεγόμενα σύγχρονα διαστήματα. Ακόμα κι αν ένα πακέτο ληφθεί με σφάλμα, δεν αναμεταδίδεται κατά τη διάρκεια μιας σύγχρονης σύνδεσης. Η ασύγχρονη επικοινωνία χρησιμοποιεί χρονικά τμήματα που δεν είναι δεσμευμένα για σύγχρονη σύνδεση. Εάν δεν καθορίζεται διεύθυνση στο πεδίο διεύθυνσης ενός ασύγχρονου πακέτου, το πακέτο θεωρείται "μετάδοση" - μπορεί να διαβαστεί από όλες τις συσκευές. Μια ασύγχρονη σύνδεση επιτρέπει την αναμετάδοση πακέτων που λαμβάνονται με σφάλματα.

Ρύζι. 1. 16. Μετάδοση πακέτων διαφόρων μηκών.

Ένα τυπικό πακέτο Bluetooth περιέχει έναν κωδικό πρόσβασης 72 bit, μια κεφαλίδα 54 bit και ένα πεδίο πληροφοριών που δεν υπερβαίνει τα 2745 bit. Ο κωδικός πρόσβασης προσδιορίζει πακέτα που ανήκουν στο ίδιο piconet και χρησιμοποιείται επίσης για διαδικασίες συγχρονισμού και ερωτημάτων. Περιλαμβάνει ένα προοίμιο (4 bit), μια λέξη συγχρονισμού (64 bit) και ένα τρέιλερ - 4 bit του αθροίσματος ελέγχου.

Η κεφαλίδα περιέχει πληροφορίες ελέγχου επικοινωνίας και αποτελείται από έξι πεδία: AM_ADDR – διεύθυνση 3-bit του ενεργού στοιχείου. TYPE - Κωδικός τύπου δεδομένων 4 bit. FLOW - 1 bit ελέγχου ροής δεδομένων, που υποδεικνύει την ετοιμότητα της συσκευής για λήψη. ARQN - 1 bit επιβεβαίωσης της σωστής λήψης. SEQN - 1 bit που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ακολουθίας των πακέτων. HEC - άθροισμα ελέγχου 8 bit.

Το πεδίο πληροφοριών, ανάλογα με τον τύπο των πακέτων, μπορεί να περιέχει είτε πεδία φωνής είτε πεδία δεδομένων, είτε και τους δύο τύπους πεδίων ταυτόχρονα.

Εξετάστε το πρότυπο IEEE 802.11 που χρησιμοποιείται σε τοπικά δίκτυα δεδομένων - π.χ. σε ασύρματα δίκτυα τύπου Ethernet, τα οποία είναι θεμελιωδώς ασύγχρονα στη φύση.

Το IEEE 802.11 εξετάζει δύο χαμηλότερα επίπεδα του μοντέλου αλληλεπίδρασης ανοιχτά συστήματα– φυσικό (καθορίζεται η μέθοδος εργασίας με το μέσο μετάδοσης, ο ρυθμός και οι μέθοδοι διαμόρφωσης) και το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων και στο τελευταίο επίπεδο θεωρείται το κατώτερο υποεπίπεδο - MAC, δηλ. έλεγχος πρόσβασης καναλιού (μέσο μετάδοσης). Το IEEE 802.11 χρησιμοποιεί τη ζώνη 2.400 - 2.4835 GHz με εύρος ζώνης 83,5 MHz και παρέχει μετάδοση πακέτων με πακέτα διευθύνσεων 48 bit.

Το πρότυπο προβλέπει δύο βασικούς τρόπους οργάνωσης ενός τοπικού δικτύου - σύμφωνα με την αρχή "ο καθένας με τον καθένα" (η επικοινωνία δημιουργείται απευθείας μεταξύ δύο σταθμών, όλες οι συσκευές πρέπει να βρίσκονται στη ζώνη ορατότητας ραδιοφώνου, δεν πραγματοποιείται διαχείριση) και με τη μορφή ένα δομημένο δίκτυο (εμφανίζεται μια πρόσθετη συσκευή - ένα σημείο πρόσβασης, κατά κανόνα, σταθερό και λειτουργεί σε σταθερό κανάλι· η επικοινωνία μεταξύ συσκευών πραγματοποιείται μόνο μέσω σημείων πρόσβασης, μέσω των οποίων είναι δυνατή η πρόσβαση σε εξωτερικά ενσύρματα δίκτυα).

Κατά κανόνα, οι λειτουργίες ελέγχου κατανέμονται σε όλες τις συσκευές του δικτύου IEEE 802.11 - λειτουργία DCF. Ωστόσο, για δομημένα δίκτυα, η λειτουργία PCF είναι δυνατή, όταν ο έλεγχος μεταφέρεται σε ένα συγκεκριμένο σημείο πρόσβασης. Η ανάγκη για PCF προκύπτει κατά τη μετάδοση πληροφοριών ευαίσθητων σε καθυστέρηση. Εξάλλου, τα δίκτυα IEEE 802.11 λειτουργούν με βάση την αρχή της ανταγωνιστικής πρόσβασης στο κανάλι - δεν υπάρχουν προτεραιότητες. Για να τα ρυθμίσετε εάν είναι απαραίτητο, εισήχθη η λειτουργία PCF. Ωστόσο, η λειτουργία σε αυτή τη λειτουργία μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο σε ορισμένα περιοδικά επαναλαμβανόμενα διαστήματα.

Για την ασφάλεια της μετάδοσης δεδομένων σε επίπεδο MAC, παρέχεται έλεγχος ταυτότητας σταθμού και κρυπτογράφηση των μεταδιδόμενων δεδομένων.

Το IEEE 802.11 εφαρμόζει πολλαπλή πρόσβαση Carrier Sense με ανίχνευση σύγκρουσης. Ο σταθμός μπορεί να ξεκινήσει τη μετάδοση μόνο εάν το κανάλι είναι ελεύθερο. Εάν οι σταθμοί εντοπίσουν ότι πολλοί σταθμοί προσπαθούν να λειτουργήσουν στο ίδιο κανάλι, σταματούν όλοι να εκπέμπουν και προσπαθούν να συνεχίσουν τη μετάδοση μετά από ένα τυχαίο χρονικό διάστημα. Έτσι, ακόμη και κατά τη μετάδοση, η συσκευή πρέπει να παρακολουθεί το κανάλι, δηλ. δουλειά για την υποδοχή.

Πριν από την πρώτη προσπάθεια πρόσβασης στο κανάλι, η συσκευή φορτώνει τη διάρκεια ενός τυχαίου διαστήματος αναμονής σε έναν ειδικό μετρητή. Η τιμή του μειώνεται στην καθορισμένη συχνότητα όσο το κανάλι είναι αδρανές. Μόλις γίνει επαναφορά του μετρητή, η συσκευή μπορεί να καταλάβει το κανάλι. Εάν το κανάλι καταλαμβάνεται από άλλη συσκευή πριν από την επαναφορά του μετρητή, η μέτρηση σταματά, διατηρώντας την τιμή που έχει επιτευχθεί. Στην επόμενη προσπάθεια, η καταμέτρηση ξεκινά από την αποθηκευμένη τιμή. Ως αποτέλεσμα, όσοι δεν είχαν χρόνο την προηγούμενη φορά έχουν περισσότερες πιθανότητες να απασχολήσουν το κανάλι την επόμενη φορά. Αυτό δεν συμβαίνει με τα ενσύρματα δίκτυα Ethernet.

Τα πακέτα μέσω των οποίων λαμβάνει χώρα η μετάδοση σχηματίζονται στην πραγματικότητα στο επίπεδο MAC· στο φυσικό επίπεδο, προστίθεται μια κεφαλίδα φυσικού επιπέδου (PLCP), που αποτελείται από ένα προοίμιο και την ίδια την κεφαλίδα PLCP. Υπάρχουν τρεις τύποι πακέτων επιπέδου MAC - πακέτα δεδομένων, πακέτα ελέγχου και πακέτα ελέγχου. Η δομή τους είναι η ίδια. Κάθε πακέτο περιλαμβάνει μια κεφαλίδα MAC, ένα πεδίο πληροφοριών και ένα άθροισμα ελέγχου.

Τα ευρυζωνικά αστικά ασύρματα δίκτυα σταθερής πρόσβασης χρησιμοποιούν το πρότυπο IEEE 802.16.

Το πρότυπο IEEE 802.16 περιγράφει τη λειτουργία στην περιοχή των συστημάτων 10 - 66 GHz με αρχιτεκτονική από σημείο σε πολλαπλά σημεία (από το κέντρο σε πολλά). Αυτό είναι ένα αμφίδρομο σύστημα, δηλ. Παρέχονται ροές κατάντη (από το σταθμό βάσης στους συνδρομητές) και ανάντη (στο σταθμό βάσης). Σε αυτήν την περίπτωση, τα κανάλια θεωρούνται ευρυζωνικά (περίπου 25 MHz) και οι ρυθμοί μετάδοσης είναι υψηλοί (για παράδειγμα, 120 Mbps).

Το πρότυπο IEEE 802.16 προβλέπει ένα σχήμα διαμόρφωσης ενός φορέα (σε κάθε κανάλι συχνότητας) και επιτρέπει τρεις τύπους διαμόρφωσης πλάτους τετραγωνισμού: QPSK τεσσάρων θέσεων και 16-QAM 16 θέσεων (απαιτείται για όλες τις συσκευές), καθώς και 64-QAM (προαιρετικός).

Τα δεδομένα στο φυσικό επίπεδο μεταδίδονται ως μια συνεχής ακολουθία πλαισίων. Κάθε πλαίσιο έχει σταθερή διάρκεια - 0,5. 1 και 2 ms. Το πλαίσιο αποτελείται από ένα προοίμιο (ακολουθία συγχρονισμού χαρακτήρων 32 QPSK), ένα τμήμα ελέγχου και μια ακολουθία πακέτων δεδομένων. Εφόσον το σύστημα που ορίζεται από το πρότυπο IEEE 802.16 είναι αμφίδρομο, απαιτείται μηχανισμός διπλής όψης. Παρέχει τόσο συχνότητα όσο και χρόνο διαχωρισμού της ανερχόμενης και της κατερχόμενης ζεύξης. Στη χρονική διπλή όψη καναλιών, ένα πλαίσιο χωρίζεται σε υποπλαίσια κατερχόμενης ζεύξης και ανοδικής ζεύξης που χωρίζονται με ένα ειδικό διάστημα. Στην διπλή όψη συχνότητας, η ανερχόμενη και η κατερχόμενη ζεύξη μεταδίδονται η καθεμία στον δικό της φορέα.

Το επίπεδο IEEE 802.16 MAC υποδιαιρείται σε τρία υπο-επίπεδα - ένα υπο-επίπεδο μετάφρασης υπηρεσίας (οι υπηρεσίες είναι διαφορετικές εφαρμογές), ένα κύριο υπο-επίπεδο και ένα υπο-επίπεδο ασφαλείας. Στο υποστρώμα προστασίας, υλοποιούνται μηχανισμοί ελέγχου ταυτότητας και κρυπτογράφηση δεδομένων. Στο υποστρώμα μετασχηματισμού υπηρεσίας, οι ροές δεδομένων των πρωτοκόλλων ανώτερου επιπέδου μετασχηματίζονται για μετάδοση δεδομένων μέσω δικτύων IEEE 802.16. Για κάθε τύπο εφαρμογής ανώτερου επιπέδου, το πρότυπο παρέχει διαφορετικό μηχανισμό μετασχηματισμού. Στο κύριο υποστρώμα MAC, σχηματίζονται πακέτα δεδομένων, τα οποία στη συνέχεια μεταδίδονται στο φυσικό επίπεδο και μεταδίδονται μέσω του καναλιού επικοινωνίας. Ένα πακέτο MAC περιλαμβάνει μια κεφαλίδα και ένα πεδίο δεδομένων, το οποίο μπορεί να ακολουθείται από ένα άθροισμα ελέγχου.

Ένα βασικό σημείο του προτύπου IEEE 802.16 είναι η έννοια της ροής υπηρεσιών και οι σχετικές έννοιες «σύνδεση» και «αναγνωριστικό σύνδεσης» (CID). Μια ροή υπηρεσιών στο πρότυπο IEEE 802.16 είναι μια ροή δεδομένων που σχετίζεται με μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Σε αυτό το πλαίσιο, μια σύνδεση είναι η δημιουργία μιας λογικής σύνδεσης στα επίπεδα MAC στην πλευρά εκπομπής και λήψης για τη μετάδοση μιας ροής υπηρεσίας. Σε κάθε σύνδεση εκχωρείται ένα CID 16-bit, το οποίο συσχετίζεται μοναδικά με τον τύπο και τα χαρακτηριστικά της σύνδεσης. Η ροή υπηρεσιών χαρακτηρίζεται από ένα σύνολο απαιτήσεων για το κανάλι μετάδοσης πληροφοριών (στο χρόνο καθυστέρησης συμβόλων, το επίπεδο διακυμάνσεων της καθυστέρησης και το εγγυημένο εύρος ζώνης). Σε κάθε ροή υπηρεσίας εκχωρείται ένα αναγνωριστικό SFID, βάσει του οποίου το BS καθορίζει τις απαραίτητες παραμέτρους μιας συγκεκριμένης σύνδεσης που σχετίζεται με αυτήν τη ροή υπηρεσίας.

Η βασική αρχή της παροχής πρόσβασης στα κανάλια στο πρότυπο IEEE 802.16 είναι η πρόσβαση κατά παραγγελία. Κανένας AS (συνδρομητικός σταθμός) δεν μπορεί να μεταδώσει οτιδήποτε, εκτός από αιτήματα εγγραφής και παροχής καναλιού, έως ότου το επιτρέψει το BS, δηλ. θα εκχωρήσει ένα χρονικό διάστημα στην ανοδική ζεύξη και θα υποδείξει τη θέση του. Το SS μπορεί είτε να ζητήσει ένα συγκεκριμένο μέγεθος εύρους ζώνης στο κανάλι είτε να ζητήσει αλλαγή στον πόρο του καναλιού που του έχει ήδη δοθεί. Το πρότυπο IEEE 802.16 προβλέπει δύο τρόπους παραχώρησης πρόσβασης - για κάθε μεμονωμένη σύνδεση και για όλες τις συνδέσεις ενός συγκεκριμένου AS. Είναι προφανές ότι ο πρώτος μηχανισμός παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία, αλλά ο δεύτερος μειώνει σημαντικά τον όγκο των γενικών μηνυμάτων και απαιτεί λιγότερη απόδοση υλικού.

2. Συστήματα σύνθετων σημάτων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων

2.1 Φάσματα σήματος

Το φάσμα σήματος s(t) προσδιορίζεται από τον μετασχηματισμό Fourier

Γενικά, το φάσμα είναι μια σύνθετη συνάρτηση της συχνότητας ω. Το φάσμα μπορεί να αναπαρασταθεί ως

,

όπου |S(ω)| είναι το πλάτος και φ(ω) είναι το φάσμα φάσης του σήματος s(t).

Το φάσμα σημάτων έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:

1. Γραμμικότητα: εάν υπάρχει ένα σύνολο σημάτων s 1 (t), s 2 (t), ..., και s 1 (t) S 1 (ω), s 2 (t) S 2 (ω), ..., τότε το άθροισμα των σημάτων μετασχηματισμού Fourier ως εξής:

όπου a i είναι αυθαίρετοι αριθμητικοί συντελεστές.

2. Εάν το σήμα s(t) αντιστοιχεί στο φάσμα S(ω), τότε το ίδιο σήμα μετατοπισμένο κατά t 0 αντιστοιχεί στο φάσμα S(ω) πολλαπλασιασμένο επί e - jωt 0 s(t-t 0)S(ω)e - jωt 0 .

3. Αν s(t)S(ω), τότε

4. Αν s(t)S(ω) και f(t)=ds/dt, τότε f(t)F(ω)=jωS(ω).

5. Αν s(t)S(ω) και g(t)=∫s(t)dt, τότε g(t)G(ω)=S(ω)/jω.

6. Αν u(t)U(ω), v(t)V(ω) και s(t)=u(t)v(t), τότε

.

Το σήμα βρίσκεται στο φάσμα χρησιμοποιώντας τον αντίστροφο μετασχηματισμό Fourier

.

Εξετάστε τα φάσματα ορισμένων σημάτων.

1. Ορθογώνιος παλμός.

Εικ.2.1. Φάσμα ενός ορθογώνιου παλμού.

2. Γκαουσιανή ώθηση.

s(t)=Uexp(-βt 2)

Εικ.2.2. Φάσμα παλμών Gauss.

3. Ομαλή ώθηση

Χρησιμοποιώντας αριθμητική ολοκλήρωση, βρίσκουμε το φάσμα S(ω).

S(0)=2,052 S(6)=-0,056

S(1)=1,66 S(7)=0,057

S(2)=0,803 S(8)=0,072

S(3)=0,06 S(9)=0,033

S(4)=-0,259 S(10)=-0,0072

S(5)=-0,221 S(ω)=S(-ω)

Ρύζι. 2.3. Το φάσμα του λειασμένου παλμού.

2.2 Ιδιότητες συσχέτισης σημάτων

Για να συγκρίνετε τα σήματα που μετατοπίζονται στο χρόνο, εισάγεται η συνάρτηση αυτοσυσχέτισης (ACF) του σήματος. Καθορίζει ποσοτικά τον βαθμό διαφοράς μεταξύ του σήματος u(t) και του αντιγράφου του με χρονική μετατόπιση u(t - τ) και ισούται με το κλιμακωτό γινόμενο του σήματος και του αντιγράφου:

Φαίνεται άμεσα ότι στο τ=0 η συνάρτηση αυτοσυσχέτισης γίνεται ίση με την ενέργεια του σήματος: B u (0)=E u .

Η συνάρτηση αυτοσυσχέτισης είναι άρτια: B u (τ)=B u (-τ).

Για οποιαδήποτε τιμή της χρονικής μετατόπισης τ, η μονάδα ACF δεν υπερβαίνει την ενέργεια σήματος |В u (τ)|≤B u (0)=E u .

Το ACF σχετίζεται με το φάσμα σήματος με την ακόλουθη σχέση:

.

Ισχύει και το αντίστροφο:

.

Για ένα διακριτό σήμα, το ACF ορίζεται ως εξής:

και έχει τις παρακάτω ιδιότητες.

Το διακριτό ACF είναι άρτιο: B u (n)=B u (-n).

Σε μηδενική μετατόπιση, το ACF καθορίζει την ενέργεια ενός διακριτού σήματος:

.

Μερικές φορές εισάγεται μια συνάρτηση διασταυρούμενης συσχέτισης (CCF) σημάτων, η οποία περιγράφει όχι μόνο τη χρονική μετατόπιση των σημάτων μεταξύ τους, αλλά και τη διαφορά στο σχήμα των σημάτων.

Το VKF ορίζεται ως εξής

για συνεχή σήματα και

για διακριτά σήματα.

Εξετάστε το ACF ορισμένων σημάτων.

1. Ακολουθία ορθογώνιων παλμών

Ρύζι. 2.4. ACF μιας ακολουθίας ορθογώνιων παλμών.

2. Σήμα Barker 7 θέσεων

B u (0)=7, B u (1)= B u (-1)=0, B u (2)= B u (-2)=-1, B u (3)= B u (-3 )=0, B u (4)= B u (-4)=-1, B u (5)= B u (-5)=0, B u (6)= B u (-6)=-1 , B u (7)= B u (-7)=0.

Ρύζι. 2.5. ACF ενός σήματος Barker 7 θέσεων.

3. Λειτουργίες Walsh 8 θέσεων

Λειτουργία Walsh 2ης τάξης

B u (0)=8, B u (1)= B u (-1)=3, B u (2)= B u (-2)=-2, B u (3)= B u (-3 )=-3, B u (4)= B u (-4)=-4, B u (5)= B u (-5)=-1, B u (6)= B u (-6)= 2, B u (7)= B u (-7)=1, B u (8)= B u (-8)=0.

Ρύζι. 2.6. ACF της συνάρτησης Walsh 2ης τάξης.

Συνάρτηση Walsh 7ης τάξης

B u (0)=8, B u (1)= B u (-1)=-7, B u (2)= B u (-2)=6, B u (3)= B u (-3 )=-5, B u (4)= B u (-4)=4, B u (5)= B u (-5)=-3, B u (6)= B u (-6)=2 , B u (7)= B u (-7)=-1, B u (8)= B u (-8)=0.

Ρύζι. 2.7. ACF της συνάρτησης Walsh της 7ης τάξης.

2.3 Τύποι σύνθετων σημάτων

Ένα σήμα είναι μια φυσική διαδικασία που μπορεί να μεταφέρει χρήσιμες πληροφορίες και να διαδοθεί κατά μήκος μιας γραμμής επικοινωνίας. Κάτω από το σήμα s(t) εννοούμε τη συνάρτηση του χρόνου, η οποία αντανακλά τη φυσική διαδικασία, η οποία έχει πεπερασμένη διάρκεια T.

Τα σήματα των οποίων η βάση Β, που είναι ίση με το γινόμενο της διάρκειας του σήματος Τ και του πλάτους του φάσματος του, είναι κοντά στη μονάδα, ονομάζονται «απλά» ή «συνηθισμένα». Αυτά τα σήματα μπορούν να διακριθούν κατά συχνότητα, χρόνο (καθυστέρηση) και φάση.

Τα πολύπλοκα, πολυδιάστατα, θόρυβο σήματα σχηματίζονται σύμφωνα με έναν περίπλοκο νόμο. Κατά τη διάρκεια του σήματος Τ, υφίσταται επιπλέον χειρισμό (ή διαμόρφωση) σε συχνότητα ή φάση. Η πρόσθετη διαμόρφωση πλάτους χρησιμοποιείται σπάνια. Λόγω πρόσθετης διαμόρφωσης, το φάσμα του σήματος Δf (διατηρώντας τη διάρκειά του Τ) διευρύνεται. Επομένως, για ένα τέτοιο σήμα B=T Δf>>1.

Σύμφωνα με ορισμένους νόμους σχηματισμού ενός σύνθετου σήματος, το φάσμα του αποδεικνύεται συνεχές και πρακτικά ομοιόμορφο, δηλ. κοντά στο φάσμα θορύβου περιορισμένου εύρους ζώνης. Σε αυτή την περίπτωση, η συνάρτηση αυτοσυσχέτισης σήματος έχει μια κύρια ακίδα, το πλάτος της οποίας καθορίζεται όχι από τη διάρκεια του σήματος, αλλά από το πλάτος του φάσματος της, δηλ. έχει μια μορφή παρόμοια με τη συνάρτηση αυτοσυσχέτισης περιορισμένου θορύβου. Από αυτή την άποψη, τέτοια πολύπλοκα σήματα ονομάζονται θόρυβο.

Τα σήματα που μοιάζουν με θόρυβο έχουν χρησιμοποιηθεί σε ευρυζωνικά συστήματα επικοινωνίας, καθώς: παρέχουν υψηλή ατρωσία από θόρυβο στα συστήματα επικοινωνίας. επιτρέπουν την οργάνωση της ταυτόχρονης λειτουργίας πολλών συνδρομητών σε μια κοινή ζώνη συχνοτήτων. σας επιτρέπουν να αντιμετωπίσετε με επιτυχία τη διάδοση πολλαπλών διαδρομών των ραδιοκυμάτων διαχωρίζοντας τις δέσμες. προμηθεύω καλύτερη χρήσηφάσματος σε περιορισμένη περιοχή σε σύγκριση με συστήματα επικοινωνίας στενής ζώνης.

Γνωστός μεγάλος αριθμόςδιάφορα σήματα που μοιάζουν με θόρυβο (NLS). Ωστόσο, διακρίνονται τα ακόλουθα κύρια NPS: σήματα διαμορφωμένα με συχνότητα. πολλά απο σήματα συχνότητας; πληκτρολογημένα σήματα μετατόπισης φάσης. σήματα διακριτής συχνότητας. διακριτά σύνθετα σήματα συχνότητας.

Τα διαμορφωμένα σήματα συχνότητας (FM) είναι συνεχή σήματα, η συχνότητα των οποίων αλλάζει σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο (Εικ. 2.8.).

Ρύζι. 2.8. Σήμα FM.

Στα συστήματα επικοινωνίας, είναι απαραίτητο να υπάρχουν πολλά σήματα. Σε αυτή την περίπτωση, η ανάγκη για γρήγορη αλλαγή σημάτων και εναλλαγή του εξοπλισμού σχηματισμού και επεξεργασίας οδηγεί στο γεγονός ότι ο νόμος της αλλαγής συχνότητας γίνεται διακριτός. Σε αυτήν την περίπτωση, τα σήματα FM μεταφέρονται σε σήματα HF.

Τα σήματα πολλαπλών συχνοτήτων (MF) είναι το άθροισμα των N αρμονικών u 1 (t) ... u N (t), τα πλάτη και οι φάσεις των οποίων καθορίζονται σύμφωνα με τους νόμους σχηματισμού σήματος (Εικ. 2.9.).

Ρύζι. 2.9. Σήμα MF.

Τα σήματα MF είναι συνεχή και είναι δύσκολο να προσαρμοστούν οι μέθοδοι ψηφιακής τεχνολογίας για το σχηματισμό και την επεξεργασία τους.

Τα σήματα με πλήκτρα αλλαγής φάσης (PM) είναι μια ακολουθία ραδιοπαλμών, οι φάσεις των οποίων αλλάζουν σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο (Εικ. 2.10., α). Συνήθως η φάση παίρνει δύο τιμές (0 ή π). Στην περίπτωση αυτή, το σήμα RF FM αντιστοιχεί στο σήμα βίντεο-FM (Εικ. 2.10., β).

Ρύζι. 2.10. Σήμα FM.

Τα σήματα FM είναι πολύ κοινά, γιατί. επιτρέπουν ευρεία χρήση ψηφιακές μεθόδουςκατά τον σχηματισμό και την επεξεργασία, και είναι δυνατό να πραγματοποιηθούν τέτοια σήματα με σχετικά μεγάλες βάσεις.

Τα σήματα διακριτής συχνότητας (DF) αντιπροσωπεύουν μια ακολουθία ραδιοπαλμών (Εικ. 2.11.), των οποίων οι φέρουσες συχνότητες αλλάζουν σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο.

Ρύζι. 2.11. Σήμα DC.

Τα σήματα διακριτής σύνθετης συχνότητας (DSF) είναι σήματα DC στα οποία κάθε παλμός αντικαθίσταται από ένα σήμα που μοιάζει με θόρυβο.

Στο σχ. 2.12. εμφανίζεται ένα σήμα FM συχνότητας βίντεο, τα επιμέρους μέρη του οποίου μεταδίδονται σε διαφορετικές φέρουσες συχνότητες.

Ρύζι. 2.12. Σήμα DCH.

2.4 Συστήματα παραγόμενων σημάτων

Ένα παράγωγο σήμα είναι ένα σήμα που προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό δύο σημάτων. Στην περίπτωση των σημάτων PM, ο πολλαπλασιασμός πρέπει να πραγματοποιείται στοιχείο προς στοιχείο ή, όπως συνηθέστερα αποκαλείται, σύμβολο με σύμβολο. Ένα σύστημα που αποτελείται από παράγωγα σήματα ονομάζεται παράγωγος. Μεταξύ των παραγώγων συστημάτων, τα συστήματα που κατασκευάζονται ως εξής έχουν ιδιαίτερη σημασία. Ως βάση, χρησιμοποιείται κάποιο σύστημα σημάτων, οι ιδιότητες συσχέτισης του οποίου δεν πληρούν πλήρως τις απαιτήσεις για CF, αλλά το οποίο έχει ορισμένα πλεονεκτήματα όσον αφορά την ευκολία σχηματισμού και επεξεργασίας. Ένα τέτοιο σύστημα ονομάζεται πρωτότυπο. Στη συνέχεια επιλέγεται ένα σήμα που έχει συγκεκριμένες ιδιότητες. Ένα τέτοιο σήμα ονομάζεται παραγωγή. Πολλαπλασιάζοντας το σήμα παραγωγής με κάθε σήμα του αρχικού συστήματος, παίρνουμε ένα σύστημα παραγώγων. Το σήμα παραγωγής θα πρέπει να επιλεγεί έτσι ώστε το παραγόμενο σύστημα να είναι πραγματικά καλύτερο από το αρχικό, δηλ. να έχει καλές ιδιότητες συσχέτισης. Το μιγαδικό περίβλημα του παραγώγου σήματος S μ m (t) είναι ίσο με το γινόμενο των μιγαδικών περιβλημάτων των αρχικών σημάτων U m (t) και του σήματος παραγωγής V μ (t), δηλ. S μ m (t)= U m (t) V μ (t). Αν οι δείκτες αλλάξουν μέσα σε m=1..M, μ=1..H, τότε ο όγκος του συστήματος σήματος παραγώγου είναι L=MH.

Η επιλογή των σημάτων παραγωγής καθορίζεται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του αρχικού συστήματος. Εάν τα αρχικά σήματα συστήματος είναι ευρυζωνικά, τότε το σήμα παραγωγής μπορεί να είναι ευρυζωνικό και να έχει μικρά επίπεδα πλευρικών κορυφών της συνάρτησης αβεβαιότητας κοντά στην τιμή rms. Εάν τα σήματα του αρχικού συστήματος είναι στενής ζώνης, τότε αρκεί να ικανοποιηθεί η ανισότητα F V >>F U (F V είναι το πλάτος του φάσματος των σημάτων παραγωγής, F U είναι το πλάτος του φάσματος των αρχικών σημάτων) και η απαίτηση ώστε οι πλευρικές κορυφές του ACF να είναι μικρές.

Ας πάρουμε το σύστημα Walsh ως αρχικό. Σε αυτήν την περίπτωση, τα σήματα παραγωγής θα πρέπει να είναι ευρυζωνικά και να έχουν καλούς ACF. Επιπλέον, το σήμα παραγωγής πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό στοιχείων με τα αρχικά σήματα, δηλ. N=2 k στοιχεία, όπου k είναι ακέραιος αριθμός. Αυτές οι συνθήκες γενικά ικανοποιούνται από μη γραμμικές ακολουθίες. Δεδομένου ότι η κύρια απαίτηση είναι η μικρότητα των πλευρικών κορυφών του ACF, τα καλύτερα σήματα με τον αριθμό των στοιχείων N = 16, 32, 64 επιλέχθηκαν στην κατηγορία των μη γραμμικών ακολουθιών. Αυτά τα σήματα φαίνονται στο Σχ. 2.13. Στο σχ. 2.13. υποδεικνύονται επίσης οι τιμές του αριθμού των μπλοκ μ για κάθε σήμα παραγωγής. Είναι κοντά στη βέλτιστη τιμή μ 0 =(N+1)/2. Αυτή είναι απαραίτητη προϋπόθεση για να αποκτήσετε ένα καλό ACF με μικρές πλευρικές κορυφές.

Ρύζι. 2.13. Παραγωγή σημάτων FM.

Ο όγκος του συστήματος παραγώγων είναι ίσος με τον όγκο του συστήματος Walsh N. Τα παράγωγα συστήματα έχουν καλύτερες ιδιότητες συσχέτισης από τα συστήματα Walsh.

3. Διαμόρφωση σύνθετων σημάτων

3.1 Γεωμετρική αναπαράσταση σημάτων

Εξετάστε μια γεωμετρική ή διανυσματική αναπαράσταση σημάτων. Ορίζουμε έναν Ν-διάστατο ορθογώνιο χώρο ως έναν χώρο που ορίζεται από ένα σύνολο N γραμμικά ανεξάρτητων συναρτήσεων (ψ j (t)), που ονομάζονται συναρτήσεις βάσης. Οποιαδήποτε συνάρτηση αυτού του χώρου μπορεί να εκφραστεί με όρους γραμμικού συνδυασμού συναρτήσεων βάσης που πρέπει να ικανοποιεί τη συνθήκη

,

όπου ο τελεστής ονομάζεται σύμβολο Kronecker. Για μη μηδενικές σταθερές K j ο χώρος ονομάζεται ορθογώνιος. Εάν οι συναρτήσεις βάσης κανονικοποιηθούν έτσι ώστε όλα τα K j =1, ο χώρος ονομάζεται ορθοκανονικός. Η κύρια συνθήκη ορθογωνικότητας μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: κάθε συνάρτηση ψ j (t) του συνόλου των συναρτήσεων βάσης πρέπει να είναι ανεξάρτητη από τις άλλες συναρτήσεις του συνόλου. Κάθε συνάρτηση ψ j (t) δεν πρέπει να παρεμβαίνει σε άλλες λειτουργίες κατά τη διαδικασία ανίχνευσης. Από γεωμετρική άποψη, όλες οι συναρτήσεις ψ j (t) είναι κάθετες μεταξύ τους.

Στον ορθογώνιο χώρο σήματος, το μέτρο της Ευκλείδειας απόστασης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία ανίχνευσης ορίζεται πιο εύκολα. Εάν τα κύματα που μεταφέρουν τα σήματα δεν σχηματίζουν τέτοιο χώρο, μπορούν να μετατραπούν σε γραμμικό συνδυασμό ορθογώνιων σημάτων. Μπορεί να φανεί ότι ένα αυθαίρετο πεπερασμένο σύνολο σημάτων (s i (t)) (i=1…M), όπου κάθε στοιχείο του συνόλου είναι φυσικά πραγματοποιήσιμο και έχει διάρκεια T, μπορεί να εκφραστεί ως ένας γραμμικός συνδυασμός Ν ορθογώνιων σημάτων ψ 1 (t), ψ 2 ( t), …, ψ N (t), όπου NM, έτσι ώστε

όπου

Η μορφή της βάσης (ψ j (t)) δεν προσδιορίζεται. Αυτά τα σήματα επιλέγονται για λόγους ευκολίας και εξαρτώνται από την κυματομορφή της μετάδοσης του σήματος. Το σύνολο τέτοιων κυμάτων (s i (t)) μπορεί να θεωρηθεί ως ένα σύνολο διανυσμάτων (s i )=(a i 1 , a i 2 , …,a iN ). Ο αμοιβαίος προσανατολισμός των διανυσμάτων σήματος περιγράφει τη σχέση μεταξύ των σημάτων (σε σχέση με τις φάσεις ή τις συχνότητές τους) και το πλάτος κάθε συνόλου διανύσματος (s i) είναι ένα μέτρο της ενέργειας του σήματος που μεταφέρεται κατά τη διάρκεια του χρόνου μετάδοσης συμβόλων. Γενικά, μετά την επιλογή ενός συνόλου N ορθογώνιων συναρτήσεων, καθένα από τα μεταδιδόμενα σήματα s i (t) καθορίζεται πλήρως από το διάνυσμα των συντελεστών του s i =(a i 1 , a i 2 , …,a iN) i=1…M.

3.2 Μέθοδοι πληκτρολόγησης αλλαγής φάσης (PM2, PM4, RPM)

Το Phase Shift Keying (PSK) αναπτύχθηκε νωρίς στην ανάπτυξη του προγράμματος εξερεύνησης του διαστήματος. τώρα το σύστημα PSK χρησιμοποιείται ευρέως σε εμπορικά και στρατιωτικά συστήματα επικοινωνιών. Το σήμα στη διαμόρφωση PSK έχει την ακόλουθη μορφή:

Εδώ, η φάση φ i (t) μπορεί να λάβει M διακριτές τιμές, που συνήθως ορίζονται ως εξής:

κατά το πολύ απλό παράδειγμαΗ πληκτρολόγηση μετατόπισης φάσης είναι η δυαδική πληκτρολόγηση μετατόπισης φάσης (PM2). Η παράμετρος Ε είναι ενέργεια συμβόλου, T ο χρόνος μετάδοσης συμβόλων. Η λειτουργία του κυκλώματος διαμόρφωσης είναι να μετατοπίσει τη φάση του διαμορφωμένου σήματος s i (t) κατά μία από τις δύο τιμές, μηδέν ή π (180 0). Μια τυπική όψη του σήματος PM2 φαίνεται στην εικ. 3.1.α), όπου χαρακτηριστικές απότομες αλλαγές φάσης είναι σαφώς ορατές κατά τη μετάβαση μεταξύ των συμβόλων. Εάν η διαμορφωμένη ροή δεδομένων αποτελείται από εναλλασσόμενα μηδενικά και μονάδες, τέτοιες απότομες αλλαγές θα συμβαίνουν σε κάθε μετάβαση. Το διαμορφωμένο σήμα μπορεί να αναπαρασταθεί ως διάνυσμα σε ένα γράφημα σε πολικές συντεταγμένες. το μήκος του διανύσματος αντιστοιχεί στο πλάτος του σήματος και ο προσανατολισμός του στη γενική περίπτωση M-ary αντιστοιχεί στη φάση του σήματος σε σχέση με άλλα σήματα M - 1 του συνόλου. Κατά τη διαμόρφωση του FM2 (Εικ. 3.1.β)) η αναπαράσταση του φορέα δίνει δύο αντιφασικά (180 0) διανύσματα. Τα σύνολα σημάτων που μπορούν να αναπαρασταθούν από τέτοια διανύσματα εκτός φάσης ονομάζονται αντίποδες.

Ρύζι. 3.1. Δυαδική πληκτρολόγηση μετατόπισης φάσης.

Ένα άλλο παράδειγμα πληκτρολόγησης μετατόπισης φάσης είναι η διαμόρφωση PM4 (M=4). Με τη διαμόρφωση PM4, η παράμετρος E είναι η ενέργεια δύο συμβόλων, ο χρόνος T είναι ο χρόνος μετάδοσης δύο συμβόλων. Η φάση του διαμορφωμένου σήματος παίρνει μία από τις τέσσερις πιθανές τιμές: 0, π/2, π, 3π/2. Στη διανυσματική αναπαράσταση, το σήμα FM4 έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ. 3.2.

Ρύζι. 3.2. Σήμα FM4 σε διανυσματική αναπαράσταση.

Ας εξετάσουμε έναν άλλο τύπο πλήκτρων μετατόπισης φάσης - πληκτρολόγηση σχετικής μετατόπισης φάσης (RPK) ή πληκτρολόγηση διαφορικής μετατόπισης φάσης (DPSK). Η πληκτρολόγηση διαφορικής αλλαγής φάσης απαιτεί κάποια εξήγηση, καθώς δύο διαφορετικές πτυχές της διαδικασίας διαμόρφωσης/αποδιαμόρφωσης σχετίζονται με τη λέξη "διαφορικό": η διαδικασία κωδικοποίησης και η διαδικασία ανίχνευσης. Ο όρος "διαφορική κωδικοποίηση" χρησιμοποιείται όταν η κωδικοποίηση δυαδικών χαρακτήρων δεν καθορίζεται από την τιμή τους (δηλ. μηδέν ή ένα), αλλά από το αν ο χαρακτήρας είναι ίδιος ή διαφορετικός από τον προηγούμενο. Ο όρος "διαφορική συνεκτική ανίχνευση" σημάτων σε διαφορική διαμόρφωση PSK (με αυτή την έννοια χρησιμοποιείται συνήθως το όνομα DPSK) σχετίζεται με ένα σχήμα ανίχνευσης, το οποίο συχνά αναφέρεται ως μη συνεκτικά σχήματα, καθώς δεν απαιτεί αντιστοίχιση φάσης με τον λαμβανόμενο φορέα.

Σε μη συνεκτικά συστήματα, δεν γίνεται καμία προσπάθεια προσδιορισμού της πραγματικής τιμής της φάσης του εισερχόμενου σήματος. Επομένως, εάν το μεταδιδόμενο σήμα είναι της μορφής

το λαμβανόμενο σήμα μπορεί να περιγραφεί ως εξής.

Εδώ το α είναι μια αυθαίρετη σταθερά, που συνήθως υποτίθεται ότι είναι μια τυχαία μεταβλητή ομοιόμορφα κατανεμημένη μεταξύ μηδέν και 2π, και το n(t) είναι θόρυβος.

Για συνεκτική ανίχνευση, χρησιμοποιούνται ταιριασμένα φίλτρα. για ασυνάρτητη ανίχνευση, αυτό είναι αδύνατο, καθώς σε αυτήν την περίπτωση η έξοδος του ταιριασμένου φίλτρου θα εξαρτηθεί από την άγνωστη γωνία α. Αλλά αν υποθέσουμε ότι το α αλλάζει αργά σε σχέση με ένα διάστημα δύο περιόδων (2Τ), τότε η διαφορά φάσης μεταξύ δύο διαδοχικών σημάτων δεν θα εξαρτάται από το α.

Η βάση της ανίχνευσης διαφορικού συνεκτικού σήματος στη διαμόρφωση DPSK είναι η εξής. Η διαδικασία αποδιαμόρφωσης μπορεί να χρησιμοποιεί τη φάση φορέα του προηγούμενου διαστήματος συμβόλων ως αναφορά φάσης. Η χρήση του απαιτεί διαφορική κωδικοποίηση της ακολουθίας μηνυμάτων στον πομπό, αφού οι πληροφορίες κωδικοποιούνται από τη διαφορά φάσης μεταξύ δύο διαδοχικών παλμών. Για να μεταδοθεί το i-ο μήνυμα (i=1,2,…,M), η φάση του τρέχοντος σήματος πρέπει να μετατοπιστεί κατά φ i =2πi/M ακτίνια σε σχέση με τη φάση του προηγούμενου σήματος. Γενικά, ο ανιχνευτής υπολογίζει τις συντεταγμένες ενός εισερχόμενου σήματος προσδιορίζοντας τη συσχέτισή του με τα τοπικά παραγόμενα σήματα cosω 0 t και sinω 0 t. Στη συνέχεια, όπως φαίνεται στο Σχ. 3.3., ο ανιχνευτής μετρά τη γωνία μεταξύ του διανύσματος του τρέχοντος λαμβανόμενου σήματος και του διανύσματος του προηγούμενου σήματος.

Ρύζι. 3.3. Χώρος σήματος για το σχήμα DPSK.

Το σχήμα DPSK είναι λιγότερο αποτελεσματικό από το PSK, επειδή στην πρώτη περίπτωση, λόγω της συσχέτισης μεταξύ των σημάτων, τα σφάλματα τείνουν να διαδίδονται (σε ​​γειτονικούς χρόνους συμβόλων). Αξίζει να θυμηθούμε ότι τα σχήματα PSK και DPSK διαφέρουν στο ότι στην πρώτη περίπτωση το λαμβανόμενο σήμα συγκρίνεται με ένα ιδανικό σήμα αναφοράς και στη δεύτερη περίπτωση συγκρίνονται δύο θορυβώδη σήματα. Σημειώστε ότι η διαμόρφωση DPSK παράγει διπλάσιο θόρυβο από τη διαμόρφωση PSK. Επομένως, όταν χρησιμοποιείτε το DPSK, θα πρέπει να περιμένετε διπλάσια πιθανότητα σφάλματος από ό,τι στην περίπτωση του PSK. Το πλεονέκτημα του σχήματος DPSK είναι η μικρότερη πολυπλοκότητα του συστήματος.

3.3 Διαμόρφωση με ελάχιστη μετατόπιση συχνότητας.

Ένα μη ασυνεχές σχήμα διαμόρφωσης είναι η πληκτρολόγηση ελάχιστης μετατόπισης συχνότητας (MSK). Το MSK μπορεί να θεωρηθεί ως μια ειδική περίπτωση πληκτρολόγησης μετατόπισης συχνότητας χωρίς ασυνέχεια φάσης. Το σήμα MSK μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής.

Εδώ, f 0 είναι η φέρουσα συχνότητα, d k =±1 αντιπροσωπεύει διπολικά δεδομένα που μεταδίδονται με ρυθμό R=1/T και x k είναι η σταθερά φάσης για το kth διάστημα bit. Σημειώστε ότι όταν d k =1 η συχνότητα που εκπέμπεται είναι f 0 +1/4T, και όταν d k =-1 είναι f 0 -1/4T. Κατά τη διάρκεια κάθε διαστήματος μετάδοσης δεδομένων T δευτερολέπτου, η τιμή του x k είναι σταθερή, δηλ. x k =0 ή π, που υπαγορεύεται από την απαίτηση της συνέχειας φάσης σήματος σε χρόνους t=kT. Αυτή η απαίτηση επιβάλλει έναν περιορισμό στη φάση, ο οποίος μπορεί να αναπαρασταθεί από την ακόλουθη αναδρομική σχέση για x k .

Η εξίσωση για το s(t) μπορεί να ξαναγραφτεί στην αναπαράσταση τετραγωνισμού.

Το συστατικό εντός φάσης συμβολίζεται ως ak cos(πt/2T)cos2πf 0 t, όπου cos2πf 0 t είναι ο φορέας, cos(πt/2T) είναι η στάθμιση ημιτονοειδούς συμβόλου και k είναι ο όρος που εξαρτάται από τα δεδομένα. Ομοίως, η συνιστώσα του τετραγωνισμού είναι b k sin(πt/2T)sin2πf 0 t, όπου sin2πf 0 t είναι ο όρος τετραγωνισμού φορέα, sin(πt/2T) είναι η ίδια στάθμιση ημιτονοειδούς συμβόλου και b k είναι ο όρος που εξαρτάται από τις πληροφορίες. Μπορεί να φαίνεται ότι οι τιμές a k και b k μπορούν να αλλάζουν την τιμή τους κάθε T δευτερόλεπτα. Ωστόσο, λόγω της απαίτησης της συνέχειας φάσης, η τιμή του a k μπορεί να αλλάξει μόνο όταν η συνάρτηση cos(πt/2T) διέρχεται από το μηδέν και της b k μόνο όταν το sin(πt/2T) διέρχεται από το μηδέν. Επομένως, η στάθμιση συμβόλων σε ένα κανάλι εντός φάσης ή τετραγωνισμού είναι ένας ημιτονοειδής παλμός με περίοδο 2Τ και μεταβλητό πρόσημο. Τα στοιχεία εντός φάσης και τετραγωνισμού μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά T δευτερόλεπτα.

Η έκφραση για το s(t) μπορεί να ξαναγραφτεί με διαφορετική μορφή.

Εδώ τα d I (t) και d Q (t) έχουν την ίδια σημασία των ροών δεδομένων εντός φάσης και τετραγωνισμού. Ένα σχήμα MSK γραμμένο σε αυτή τη μορφή αναφέρεται μερικές φορές ως προκωδικοποιημένο MSK. Η γραφική αναπαράσταση του s(t) δίνεται στο σχ. 3.4. Στο σχ. 3.4. α) και γ) δείχνει την ημιτονοειδή στάθμιση των παλμών καναλιών εντός φάσης και τετραγωνισμού, εδώ πολλαπλασιάζοντας με ένα ημιτονοειδές δίνονται περισσότερα ομαλές μεταβάσειςφάση από ό,τι στην αρχική αναπαράσταση δεδομένων. Στο σχ. 3.4. β) και δ) δείχνει τη διαμόρφωση των ορθογώνιων συνιστωσών cos2πf 0 t και sin2πf 0 t από ημιτονοειδείς ροές δεδομένων. Στο σχ. 3.4. ε) το άθροισμα των ορθογώνιων συνιστωσών που φαίνονται στο σχ. 3.4. β) και δ). Από την έκφραση για s(t) και Εικ.3.4. μπορούμε να συμπεράνουμε τα εξής: 1) το σήμα s(t) έχει σταθερό κέλυφος. 2) Η φάση του φορέα RF είναι συνεχής στις μεταβάσεις bit. 3) το σήμα s(t) μπορεί να θεωρηθεί ως σήμα διαμορφωμένο FSK με συχνότητες μετάδοσης f 0 +1/4T και f 0 -1/4T. Έτσι, η ελάχιστη απόσταση από τον τόνο που απαιτείται για τη διαμόρφωση MSK μπορεί να γραφτεί ως:

που ισούται με το ήμισυ του bit rate. Σημειώστε ότι η τονική απόσταση που απαιτείται για το MSK είναι το μισό (1/T) της απόστασης που απαιτείται για ασυνάρτητη ανίχνευση διαμορφωμένων σημάτων FSK. Αυτό συμβαίνει επειδή η φάση φορέα είναι γνωστή και συνεχής, γεγονός που επιτρέπει τη συνεκτική αποδιαμόρφωση του σήματος.

Ρύζι. 3.4. Πληκτρολόγηση ελάχιστης μετατόπισης: α) Τροποποιημένη ροή bit σε φάση. β) το γινόμενο του ρεύματος bit εντός φάσης και του φορέα. γ) Τροποποιημένη ροή δυαδικών ψηφίων τετραγωνισμού. δ) το γινόμενο της ροής δυαδικών ψηφίων τετραγωνισμού και του φορέα. ε) σήμα MSK.

3.4 Τετραγωνική διαμόρφωση και τα χαρακτηριστικά της ( Q PSK , QAM )

Εξετάστε το τετράγωνο πληκτρολόγιο μετατόπισης φάσης (QPSK). Η αρχική ροή δεδομένων d k (t)=d 0 , d 1 , d 2 ,… αποτελείται από διπολικούς παλμούς, δηλ. d k πάρτε τις τιμές +1 ή -1 (Εικ. 3.5.a)), που αντιπροσωπεύουν ένα δυαδικό ένα και ένα δυαδικό μηδέν. Αυτό το παλμικό ρεύμα χωρίζεται σε ροή εντός φάσης d I (t) και τετράγωνο - d Q (t), όπως φαίνεται στο σχήμα. 3.5.β).

d I (t)=d 0 , d 2 , d 4 ,… (ζυγά bits)

d Q (t)=d 1 , d 3 , d 5 ,… (μονά bit)

Μια βολική ορθογώνια υλοποίηση του σήματος QPSK μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας διαμόρφωση πλάτους των ροών εντός φάσης και τετραγωνισμού στις συναρτήσεις ημιτονοειδούς και συνημιτόνου του φορέα.

Χρησιμοποιώντας τριγωνομετρικές ταυτότητες, το s(t) μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής: s(t)=cos(2πf 0 t+θ(t)). Ο διαμορφωτής QPSK που φαίνεται στο Σχ. 3.5.γ), χρησιμοποιεί το άθροισμα των όρων ημιτονοειδούς και συνημιτονοειδούς. Το ρεύμα των παλμών d I (t) χρησιμοποιείται για διαμόρφωση πλάτους (με πλάτος +1 ή -1) συνημίτονο. Αυτό ισοδυναμεί με μετατόπιση της φάσης του συνημιτονοειδούς κύματος κατά 0 ή π. Επομένως, το αποτέλεσμα είναι ένα σήμα BPSK. Ομοίως, το ρεύμα παλμού d Q (t) διαμορφώνει ένα ημιτονοειδές, το οποίο δίνει ένα σήμα BPSK ορθογώνιο με το προηγούμενο. Όταν αθροιστούν αυτά τα δύο ορθογώνια στοιχεία φορέα, λαμβάνεται ένα σήμα QPSK. Η τιμή του θ(t) θα αντιστοιχεί σε έναν από τους τέσσερις πιθανούς συνδυασμούς των d I (t) και d Q (t) στην έκφραση για s(t): θ(t)=0 0 , ±90 0 ή 180 0 ; τα προκύπτοντα διανύσματα σήματος φαίνονται στο χώρο σήματος στο σχ. 3.6. Εφόσον τα cos(2πf 0 t) και sin(2πf 0 t) είναι ορθογώνια, τα δύο σήματα BPSK μπορούν να ανιχνευθούν χωριστά. Το QPSK έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση με το BPSK: Με τη διαμόρφωση QPSK, ένας παλμός εκπέμπει δύο bit, στη συνέχεια ο ρυθμός δεδομένων διπλασιάζεται ή με τον ίδιο ρυθμό δεδομένων όπως στο σχήμα BPSK, χρησιμοποιείται το μισό εύρος ζώνης. καθώς και αυξημένη ασυλία θορύβου, tk. Οι παλμοί είναι δύο φορές μεγαλύτεροι και επομένως πιο ισχυροί από τους παλμούς BPSK.

Ρύζι. 3.5. Διαμόρφωση QPSK.

Ρύζι. 3.6. Χώρος σήματος για το σχήμα QPSK.

Η διαμόρφωση τετραγωνικού πλάτους (KAM, QAM) μπορεί να θεωρηθεί μια λογική επέκταση του QPSK, αφού το σήμα QAM αποτελείται επίσης από δύο ανεξάρτητους διαμορφωμένους φορείς πλάτους.

Με τη διαμόρφωση πλάτους τετραγωνισμού, αλλάζουν τόσο η φάση όσο και το πλάτος του σήματος, γεγονός που καθιστά δυνατή την αύξηση του αριθμού των κωδικοποιημένων bit και, ταυτόχρονα, την σημαντική αύξηση της ανοσίας του θορύβου. Η τετράγωνη αναπαράσταση των σημάτων είναι ένα βολικό και αρκετά καθολικό μέσο για την περιγραφή τους. Η αναπαράσταση τετραγωνισμού συνίσταται στην έκφραση της ταλάντωσης ως γραμμικού συνδυασμού δύο ορθογώνιων συνιστωσών - ημιτονοειδούς και συνημιτονοειδούς (σε φάση και τετραγωνικό):

s(t)=A(t)cos(ωt + φ(t))=x(t)sinωt + y(t)cosωt, όπου

x(t)=A(t)(-sinφ(t)),y(t)=A(t)cosφ(t)

Αυτή η διακριτή διαμόρφωση (κλείδωμα) πραγματοποιείται σε δύο κανάλια, σε φορείς που μετατοπίζονται κατά 90 0 μεταξύ τους, δηλ. σε τετράγωνο (εξ ου και το όνομα).

Ας εξηγήσουμε τη λειτουργία του κυκλώματος τετραγωνισμού χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του σχηματισμού τετραφασικών σημάτων FM (FM-4) (Εικ. 3.7).

Ρύζι. 3.7. Σχέδιο διαμορφωτή τετραγωνισμού.

Ρύζι. 3.8. Δεκαεξαδικός χώρος σήματος (QAM-16).

Η αρχική ακολουθία δυαδικών συμβόλων διάρκειας T διαιρείται από έναν καταχωρητή μετατόπισης σε περιττούς παλμούς y, οι οποίοι τροφοδοτούνται στο κανάλι τετραγωνισμού (cosωt) και άρτιους παλμούς x, που εισέρχονται στο κανάλι εντός φάσης (sinωt). Και οι δύο αλληλουχίες παλμών τροφοδοτούνται στις εισόδους των αντίστοιχων διαμορφωτών των χειριζόμενων παλμών, στις εξόδους των οποίων σχηματίζονται ακολουθίες διπολικών παλμών x(t) και y(t) με πλάτος ±U m και διάρκεια 2Τ. Οι παλμοί x(t) και y(t) φτάνουν στις εισόδους πολλαπλασιαστών καναλιών, στις εξόδους των οποίων σχηματίζονται διφασικές (0, π) ταλαντώσεις FM. Μετά την άθροιση, σχηματίζουν το σήμα FM-4.

Στο σχ. 3.8. Εμφανίζεται ο δισδιάστατος χώρος σήματος και ένα σύνολο δεκαεξαδικών διανυσμάτων σήματος που διαμορφώνονται με QAM που απεικονίζονται με κουκκίδες διατεταγμένες σε μια ορθογώνια διάταξη.

Από το σχ. 3.8. μπορεί να φανεί ότι η απόσταση μεταξύ των διανυσμάτων σήματος στο χώρο σήματος με το QAM είναι μεγαλύτερη από ό,τι με το QPSK, επομένως, το QAM είναι πιο θόρυβο σε σύγκριση με το QPSK,

3.5 Υλοποίηση τετράγωνων μόντεμ

Το μόντεμ έχει σχεδιαστεί για να μεταδίδει / λαμβάνει πληροφορίες μέσω συμβατικών τηλεφωνικών καλωδίων. Με αυτή την έννοια, το μόντεμ λειτουργεί ως διεπαφή μεταξύ του υπολογιστή και του τηλεφωνικού δικτύου. Το κύριο καθήκον του είναι να μετατρέψει τις μεταδιδόμενες πληροφορίες σε μορφή αποδεκτή για μετάδοση μέσω τηλεφωνικών καναλιών και να μετατρέψει τις ληφθείσες πληροφορίες σε μορφή αποδεκτή από υπολογιστή. Όπως γνωρίζετε, ένας υπολογιστής είναι ικανός να επεξεργάζεται και να μεταδίδει πληροφορίες δυάδικος κώδικας, δηλαδή με τη μορφή μιας ακολουθίας λογικών μηδενικών και μονάδων, που ονομάζονται bits. Σε ένα λογικό ένα μπορεί να εκχωρηθεί ένα επίπεδο υψηλής τάσης και στο λογικό μηδέν μπορεί να εκχωρηθεί ένα επίπεδο χαμηλής τάσης. Κατά τη μετάδοση πληροφοριών μέσω τηλεφωνικών καλωδίων, είναι απαραίτητο τα χαρακτηριστικά των εκπεμπόμενων ηλεκτρικών σημάτων (ισχύς, φασματική σύνθεση κ.λπ.) να πληρούν τις απαιτήσεις του εξοπλισμού λήψης του κέντρου. Μία από τις κύριες απαιτήσεις είναι ότι το φάσμα σήματος πρέπει να είναι στην περιοχή από 300 έως 3400 Hz, δηλαδή να έχει πλάτος όχι μεγαλύτερο από 3100 Hz. Για την ικανοποίηση αυτής και πολλών άλλων απαιτήσεων, τα δεδομένα υποβάλλονται σε κατάλληλη κωδικοποίηση, την οποία, στην πραγματικότητα, χειρίζεται το μόντεμ. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι πιθανής κωδικοποίησης, με τους οποίους τα δεδομένα μπορούν να μεταδοθούν μέσω καναλιών μεταγωγής συνδρομητών. Αυτές οι μέθοδοι διαφέρουν μεταξύ τους, τόσο ως προς την ταχύτητα μετάδοσης όσο και ως προς την προστασία από τον θόρυβο. Ταυτόχρονα, ανεξάρτητα από τη μέθοδο κωδικοποίησης, τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω συνδρομητικών καναλιών μόνο σε αναλογική μορφή. Αυτό σημαίνει ότι χρησιμοποιείται ένα ημιτονοειδές σήμα φορέα για τη μετάδοση πληροφοριών, το οποίο υπόκειται σε αναλογική διαμόρφωση. Η χρήση αναλογικής διαμόρφωσης έχει ως αποτέλεσμα ένα πολύ μικρότερο φάσμα με σταθερό ρυθμό μετάδοσης bit. Η αναλογική διαμόρφωση είναι μια φυσική μέθοδος κωδικοποίησης στην οποία οι πληροφορίες κωδικοποιούνται αλλάζοντας το πλάτος, τη συχνότητα και τη φάση ενός ημιτονοειδούς φέροντος σήματος συχνότητας. Υπάρχουν πολλές βασικές μέθοδοι αναλογικής διαμόρφωσης: πλάτος, συχνότητα και σχετική φάση. Τα μόντεμ χρησιμοποιούν τις αναφερόμενες μεθόδους διαμόρφωσης, αλλά όχι μεμονωμένα, αλλά όλες μαζί. Για παράδειγμα, διαμόρφωση εύρους μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με τη διαμόρφωση φάσης (διαμόρφωση πλάτους-φάσης). Το κύριο πρόβλημα που προκύπτει κατά τη μετάδοση πληροφοριών μέσω καναλιών συνδρομητών είναι η αύξηση της ταχύτητας. Η ταχύτητα περιορίζεται από το φασματικό εύρος ζώνης του καναλιού επικοινωνίας. Ωστόσο, υπάρχει τρόπος να αυξηθεί σημαντικά ο ρυθμός μετάδοσης πληροφοριών χωρίς να αυξηθεί το εύρος του φάσματος του σήματος. Η κύρια ιδέα αυτής της μεθόδου είναι η χρήση κωδικοποίησης πολλαπλών θέσεων. Η ακολουθία των bit δεδομένων χωρίζεται σε ομάδες (σύμβολα), καθεμία από τις οποίες σχετίζεται με κάποια διακριτή κατάσταση του σήματος. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας 16 διαφορετικές καταστάσεις σήματος (μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους, τόσο σε πλάτος όσο και σε φάση), είναι δυνατό να κωδικοποιηθούν όλοι οι πιθανοί συνδυασμοί για ακολουθίες των 4 bit. Αντίστοιχα, 32 διακριτές καταστάσεις θα κωδικοποιήσουν μια ομάδα πέντε bit σε μία κατάσταση. Στην πράξη, για να αυξηθεί ο ρυθμός μεταφοράς πληροφοριών, χρησιμοποιείται κυρίως διαμόρφωση πολλαπλών θέσεων πλάτους-φάσης με διάφορες πιθανές τιμές των επιπέδων πλάτους και της μετατόπισης φάσης του σήματος. Αυτός ο τύπος διαμόρφωσης ονομάζεται τετραγωνική διαμόρφωση πλάτους (QAM). Στην περίπτωση του QAM, οι καταστάσεις σήματος απεικονίζονται βολικά στο επίπεδο σήματος. Κάθε σημείο του επιπέδου σήματος έχει δύο συντεταγμένες: το πλάτος και τη φάση του σήματος και είναι ένας κωδικοποιημένος συνδυασμός μιας ακολουθίας bit. Για να βελτιωθεί η ατρωσία θορύβου της διαμόρφωσης πλάτους τετραγώνου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η λεγόμενη διαμόρφωση Trellis (Trellis Code Modulation, TCM) ή, με άλλα λόγια, η κωδικοποίηση trellis. Με τη διαμόρφωση πέργκολας, ένα επιπλέον bit πέργκολας προστίθεται σε κάθε ομάδα μπιτ που μεταδίδεται σε μια διακριτή κατάσταση σήματος. Εάν, για παράδειγμα, τα bit πληροφοριών χωριστούν σε ομάδες των 4 bit (συνολικά είναι δυνατοί 16 διαφορετικοί συνδυασμοί), τότε 16 σημεία σήματος τοποθετούνται στο επίπεδο σήματος. Η προσθήκη ενός πέμπτου bit πέργκολας θα έχει ως αποτέλεσμα 32 πιθανούς συνδυασμούς, δηλαδή ο αριθμός των σημείων σήματος θα διπλασιαστεί. Ωστόσο, δεν επιτρέπονται όλοι οι συνδυασμοί bit, έχουν δηλαδή νόημα. Αυτή είναι η ιδέα της κωδικοποίησης του καφασωτού. Η τιμή του προστιθέμενου bit πλέγματος καθορίζεται από έναν ειδικό αλγόριθμο. Το προστιθέμενο bit πέργκολας υπολογίζεται από έναν ειδικό κωδικοποιητή. Στο μόντεμ λήψης, ένας ειδικός αποκωδικοποιητής, ο αποκαλούμενος αποκωδικοποιητής Viterbi, έχει σχεδιαστεί για να αναλύει τις εισερχόμενες ακολουθίες bit. Εάν οι λαμβανόμενες ακολουθίες είναι νόμιμες, τότε η μετάδοση θεωρείται ότι είναι χωρίς σφάλματα και το bit του πλέγματος απλώς αφαιρείται. Εάν μεταξύ των λαμβανόμενων ακολουθιών υπάρχουν απαγορευμένες ακολουθίες, τότε χρησιμοποιώντας έναν ειδικό αλγόριθμο, ο αποκωδικοποιητής Viterbi βρίσκει την καταλληλότερη επιτρεπόμενη ακολουθία, διορθώνοντας έτσι τα σφάλματα μετάδοσης. Έτσι, η έννοια της κωδικοποίησης πέργκολας είναι να αυξηθεί η θόρυβος της μετάδοσης με το κόστος ενός σχετικά μικρού πλεονασμού. Η χρήση της κωδικοποίησης πέργκολας καθιστά δυνατή κυρίως την προστασία από εμπλοκή ακριβώς των σημείων που γειτνιάζουν στο χώρο του σήματος, τα οποία είναι απλώς τα πιο επιρρεπή στην πιθανότητα "μπλεξίματος" υπό την επίδραση παρεμβολών.

4. Χαρακτηριστικά λήψης σήματος στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα

4.1 Πιθανότητες σφάλματος διάκρισης Μ γνωστά σήματα

Η ανίχνευση σήματος στα ραδιοηλεκτρονικά νοείται ως ανάλυση της λαμβανόμενης ταλάντωσης y(t), που καταλήγει σε μια απόφαση σχετικά με την παρουσία ή την απουσία κάποιου χρήσιμου στοιχείου σε αυτό, το οποίο ονομάζεται σήμα. Τα διακριτικά σήματα M ορίζονται ως μια ανάλυση της λαμβανόμενης διακύμανσης y(t), που τελειώνει με μια απόφαση σχετικά με το ποιο από τα σήματα M ανήκουν στο προκαθορισμένο σύνολο S(s 0 (t), s 1 (t), .. ., s M -1 (t)) υπάρχει στο y(t). Η ανίχνευση σήματος είναι μια ειδική περίπτωση διάκρισης δύο σημάτων, ένα από τα οποία είναι ίσο με μηδέν σε όλο το διάστημα παρατήρησης.

Έστω η παρατηρούμενη διακύμανση y(t) η πραγματοποίηση μιας τυχαίας διαδικασίας που έχει κατανομή W y , δηλ. n-διάστατη πυκνότητα πιθανότητας (PW) W(y) [ή PW συνάρτηση W(y(t))] που ανήκει σε μία από τις M μη επικαλυπτόμενες κατηγορίες W i (W i ∩ W k =Ø, i≠k, i, k= 0, 1, …, M-1). Είναι απαραίτητο, αφού παρατηρήσουμε την υλοποίηση του y(t), να αποφασίσουμε ποια από τις κλάσεις ανήκει στο W y . Η υπόθεση ότι W y W i ονομάζεται υπόθεση H i: W y W i . Οι αποφάσεις που είναι αποτέλεσμα ελέγχου υποθέσεων θα συμβολίζονται με , όπου i(0, 1, …, M-1) είναι ο αριθμός της υπόθεσης, η αλήθεια της οποίας δηλώνεται από την απόφαση. Η αναλυόμενη ταλάντωση y(t) είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του σήματος s i (t) που υπάρχει σε αυτήν με μια παρεμβαλλόμενη τυχαία διαδικασία (παρεμβολή, θόρυβος) x(t): y(t)=F. Ποιο από τα M πιθανά σήματα υπάρχει στο y(t) καθορίζει το PV του συνόλου στο οποίο ανήκει το y(t), έτσι ώστε κάθε s i (t) αντιστοιχεί σε κάποια κατηγορία W i κατανομών του συνόλου που αντιπροσωπεύεται από το y(t ). Έτσι, οι υποθέσεις H i αντιμετωπίζονται ως υποθέσεις σχετικά με την παρουσία του i-ου (και μόνο του i-ου) σήματος στο y(t). Στην περίπτωση αυτή, οι λύσεις, μία από τις οποίες είναι το αποτέλεσμα της διαδικασίας διάκρισης, είναι δηλώσεις ότι η λαμβανόμενη ταλάντωση περιέχει ακριβώς το i-ο σήμα. Οι υποθέσεις H i αντιστοιχούν στις κλάσεις W i . Μια υπόθεση H i ονομάζεται απλή εάν η κλάση W i περιέχει μία και μόνο μία κατανομή. Οποιαδήποτε άλλη υπόθεση ονομάζεται σύνθετη. Οι μιγαδικές υποθέσεις M ονομάζονται παραμετρικές εάν οι κλάσεις που αντιστοιχούν σε αυτές διαφέρουν μεταξύ τους μόνο στις τιμές ενός πεπερασμένου αριθμού παραμέτρων της ίδιας κατανομής που περιγράφονται από έναν γνωστό νόμο. Διαφορετικά, οι υποθέσεις ονομάζονται παραμετρικές.

Εξετάστε το ενδεχόμενο διάκρισης Μ ντετερμινιστικών μη μηδενικών σημάτων της ίδιας ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, θα ληφθεί ως βάση ο κανόνας της μέγιστης πιθανότητας (ML).

βέλτιστη στην περίπτωση που το κριτήριο ποιότητας είναι το άθροισμα των πιθανοτήτων σφαλμάτων υπό όρους ή η συνολική πιθανότητα σφάλματος με ίσες εκ των υστέρων πιθανότητες όλων των σημάτων p i =1/M.

Για ένα αυθαίρετο M, ένας διαχωριστής που τηρεί τον κανόνα MP θεωρεί ότι το σήμα που υπάρχει στο y(t) είναι το λιγότερο απομακρυσμένο από το y(t) με την έννοια της Ευκλείδειας απόστασης ή, που είναι ισοδύναμο για τις ίδιες ενέργειες σήματος, έχοντας τη μέγιστη συσχέτιση με το y(t) . Αν θεωρήσουμε τα σήματα s 0 (t), s 1 (t), ..., s M -1 (t) ως μια δέσμη διανυσμάτων που βρίσκονται στον χώρο των διαστάσεων Μ, τότε προκειμένου να μειωθεί η πιθανότητα σύγχυσης του i-ο σήμα με k -th, είναι απαραίτητο να "διαδώσετε" τα i-ο και k-ο διανύσματα όσο το δυνατόν περισσότερο. Έτσι, η βέλτιστη επιλογή των ντετερμινιστικών σημάτων M περιορίζεται στην εύρεση μιας τέτοιας διαμόρφωσης της δέσμης M των διανυσμάτων, στην οποία η ελάχιστη Ευκλείδεια απόσταση μεταξύ ενός ζεύγους διανυσμάτων θα ήταν μέγιστη: μυαλό ik =max (i≠k). Από τότε που οι ενέργειες είναι ίσες, δηλ. διανυσματικά μήκη

όπου ρ ik είναι ο συντελεστής συσχέτισης των σημάτων i-ου και k-ου, E είναι η ενέργεια του σήματος, τότε η απαίτηση για τη μέγιστη ελάχιστη απόσταση είναι ταυτόσημη με την προϋπόθεση για το ελάχιστο του μέγιστου συντελεστή συσχέτισης στο σύνολο των σημάτων S(s 0 (t), s 1 (t), ..., s M -1 (t)). Το μέγιστο επιτεύξιμο ελάχιστο του μέγιστου συντελεστή συσχέτισης καθορίζεται αρκετά εύκολα. Συνοψίζοντας το ρ ik σε όλα τα i και k, παίρνουμε

όπου η ανισότητα προκύπτει από τη μη αρνητικότητα του τετραγώνου κάτω από το ολοκλήρωμα. Επιπλέον, στο άθροισμα στα αριστερά, οι όροι M για i=k είναι ίσοι με ένα, και το υπόλοιπο M(M-1) δεν είναι μεγαλύτερο από ρ max =max ρ ik (i≠k). Επομένως M+M(M-1)ρ max ≥0 και ρ max ≥-1/(M-1).

Μια διαμόρφωση M διανυσμάτων στην οποία το συνημίτονο της γωνίας μεταξύ οποιουδήποτε ζεύγους διανυσμάτων είναι -1/(M-1) ονομάζεται κανονικό απλό. Εάν αυτά τα διανύσματα ληφθούν ως σήματα M, τότε το ντετερμινιστικό σύνολο που προκύπτει, με την ισοπιθανότητα όλων των s i (t), θα παρέχει ένα ελάχιστο της συνολικής πιθανότητας σφάλματος P osh, το οποίο λύνει το πρόβλημα της βέλτιστης επιλογής των σημάτων M. Όταν M>>1, ο λόγος -1/(M-1)≈0 πληρούται και επομένως, με μεγάλο αριθμό διακριτών σημάτων, το ορθογώνιο σύνολο πρακτικά δεν χάνει από το απλό στην τιμή του Posh.

Η ακολουθία εξαγωγής της ακριβούς έκφρασης για την πιθανότητα σφάλματος διάκρισης σημάτων Μ με αυθαίρετο ρ ik έχει ως εξής. Η πυκνότητα πιθανότητας (PD) ενός συστήματος τυχαίων μεταβλητών z 0 , z 1 , …, z M -1 είναι ένας κανονικός νόμος M-διάστασης, για τον καθορισμό του οποίου αρκεί να γνωρίζουμε τους μέσους όρους όλων των z i και τους μήτρα συσχέτισης. Για τους μέσους όρους, εάν η υπόθεση H l είναι αληθής, έχουμε . Συσχέτιση ίδια i-η στιγμήκαι η kth συσχέτιση είναι ίση με N 0 Er ik /2. Αφού βρεθεί το Φ/Β διάστασης Μ, το ολοκλήρωμα του διπλώματος Μ στην περιοχή z l ≥z i , i=0, 1, ..., M-1, σας επιτρέπει να λάβετε την πιθανότητα μιας σωστής λύσης υπό την προϋπόθεση ότι H Είμαι αλήθεια. Το άθροισμα τέτοιων πιθανοτήτων, διαιρούμενο με το M (λαμβάνοντας υπόψη την ισοπιθανότητα των σημάτων), θα είναι η συνολική πιθανότητα της σωστής απόφασης P pr, που σχετίζεται με το P osh με την προφανή ισότητα P osh \u003d 1-P o. . Άρα, για οποιαδήποτε εξίσου συσχετισμένα (ισαπέχοντα) σήματα (ρ ik =ρ, i≠k)

Σε πρακτικούς υπολογισμούς, αυτή η έκφραση χρησιμοποιείται σπάνια λόγω της ανάγκης για αριθμητική ολοκλήρωση. Η ανώτερη εκτίμησή του είναι χρήσιμη, για την εξαγωγή της οποίας υποθέτουμε ότι η υπόθεση H l είναι αληθής. Σε αυτήν την περίπτωση, εμφανίζεται πάντα ένα σφάλμα όταν τουλάχιστον ένα από τα συμβάντα z i >z l , i≠l είναι αληθές. Η πιθανότητα του P osh l , ίση με την πιθανότητα συνδυασμού γεγονότων z i >z l , i≠l, σύμφωνα με το θεώρημα της πρόσθεσης πιθανότητας,

και, από την ανισότητα του Boole, είναι το πολύ το πρώτο άθροισμα στα δεξιά. Δεδομένου ότι κάθε όρος αυτού του αθροίσματος είναι η πιθανότητα σύγχυσης δύο σημάτων, τότε για ισαπέχοντα σήματα

Εδώ είναι η αναλογία σήματος προς θόρυβο στην έξοδο του φίλτρου, σύμφωνα με το s i (t) στην υπόθεση H i , - η πιθανότητα σύγχυσης δύο σημάτων. Με ισοπιθανά σήματα (p i =1/M) φτάνουμε στο λεγόμενο πρόσθετο όριο της συνολικής πιθανότητας σφάλματος

Η χρήση αυτής της έκφρασης δικαιολογείται, αφενός, από την ασυμπτωτική σύγκλιση της δεξιάς πλευράς και του P br καθώς αυξάνονται οι απαιτήσεις για την ποιότητα της διάκρισης (P br → 0), και αφετέρου με την επιλογή των απαραίτητων ενέργεια σήματος ( ελάχιστη τιμήιζ) με βάση τη δεξιά πλευρά της έκφρασης, ο προγραμματιστής ενεργεί πάντα με μια γνωστή αντασφάλιση, διασφαλίζοντας ότι η πραγματική πιθανότητα λάθους διατηρείται κάτω από την τιμή που αποδέχτηκε στον υπολογισμό.

4.2 Πιθανότητες σφάλματος διάκρισης Μ κυμαινόμενα σήματα

Όχι πάντα, ο παρατηρητής γνωρίζει εκ των προτέρων λεπτομερώς τα διακριτά σήματα. Τις περισσότερες φορές, δεν γνωρίζει εκ των προτέρων όχι μόνο τον αριθμό του σήματος που υπάρχει στην αναλυόμενη υλοποίηση, αλλά και τις τιμές οποιωνδήποτε παραμέτρων (πλάτος, συχνότητα, φάση κ.λπ.) καθενός από τα Μ πιθανά σήματα. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ίδια τα σήματα δεν είναι πλέον ντετερμινιστικά, καθώς οι παράμετροί τους δεν έχουν οριστεί. το αντίστοιχο πρόβλημα διάκρισης ονομάζεται διάκριση σημάτων με άγνωστες παραμέτρους.

Ας εξετάσουμε τη λύση αυτού του προβλήματος χρησιμοποιώντας το παράδειγμα διάκρισης σημάτων με τυχαίες αρχικές φάσεις. Τέτοια σήματα περιγράφονται από το μοντέλο

s i (t; φ)=Re( i (t)exp),

όπου f 0 είναι η γνωστή κεντρική συχνότητα. Το φ είναι μια τυχαία αρχική φάση με a priori PV W 0 (φ). (t) =S(t)e jγ (t) είναι το μιγαδικό περίβλημα του σήματος s(t), το οποίο είναι η πραγματοποίηση του s(t; φ) στο φ=0: s(t)=s(t; 0); Οι S(t) και γ(t) είναι γνωστοί νόμοι διαμόρφωσης πλάτους και γωνίας. Η εφαρμογή του κανόνα ML πρέπει να προηγείται από τον υπολογισμό της συνάρτησης πιθανότητας (συναρτησιακή) W(y(t)|H i), δηλ. υπολογίζοντας τον μέσο όρο του FP W(y(t)|H i, φ) που έχει κατασκευαστεί για ντετερμινιστικά σήματα με σταθερή φάση φ σε όλες τις πιθανές τιμές του, λαμβάνοντας υπόψη το a priori SW W 0 (φ). Με ομοιόμορφη φάση PV W 0 (φ)=1/(2π), |φ|≤π, λαμβάνοντας υπόψη την ισότητα των ενεργειών όλων των διακριτών σημάτων, το W(y(t)|H i) είναι ένα τροποποιημένο μηδέν -παραγγελία λειτουργίας Bessel:

όπου c είναι ένας συντελεστής που περιέχει παράγοντες που δεν εξαρτώνται από το i, και είναι ο συντελεστής συσχέτισης των μιγαδικών περιβλημάτων της λαμβανόμενης ταλάντωσης y(t) και του i-ου σήματος. Η μονοτονία της συνάρτησης I 0 ( ) στον θετικό ημιάξονα μας επιτρέπει να περάσουμε στην επαρκή στατιστική Z i και να γράψουμε τον κανόνα ΜΤ με τη μορφή

Έτσι, ο βέλτιστος διαχωριστής σημάτων M ίσης ενέργειας με τυχαίες αρχικές φάσεις πρέπει να υπολογίσει όλες τις τιμές M του Z i και, εάν το μέγιστο από αυτά είναι Z k, να αποφασίσει για την παρουσία του k-ου σήματος στο y. (t). Αυτό σημαίνει ότι το σήμα που περιέχεται στην παρατηρούμενη ταλάντωση y(t) είναι αυτό του οποίου το μιγαδικό περίβλημα έχει την υψηλότερη απόλυτη συσχέτιση με το μιγαδικό φάκελο y(t).

Οι ακριβείς τύποι για τις πιθανότητες σφάλματος της διάκρισης των αυθαίρετων σημάτων είναι αρκετά επαχθής ακόμη και για M=2, ωστόσο, σε εφαρμογές, τα σύνολα σημάτων που είναι ορθογώνια με την ενισχυμένη έννοια είναι πιο συνηθισμένα σε εφαρμογές. Το τελευταίο σημαίνει ότι οποιαδήποτε δύο μη συμπίπτοντα σήματα s i (t; φ i), s k (t; φ k) είναι ορθογώνια για οποιεσδήποτε τιμές των αρχικών φάσεων:

∫s i (t; φ i)s k (t; φ k)dt=0 για οποιαδήποτε φ i , φ k και i≠k,

ή, ισοδύναμα, τα ντετερμινιστικά μιγαδικά περιβλήματα αυτών των σημάτων είναι ορθογώνια:

.

Η συνθήκη ορθογωνικότητας με ισχυρή έννοια είναι πιο αυστηρή από τη συνήθη απαίτηση ορθογωνικότητας που εμφανίστηκε νωρίτερα σε εφαρμογή σε ντετερμινιστικά σήματα. Έτσι, δύο τμήματα της καμπύλης συνημιτόνου μετατοπισμένα κατά γωνία ±π/2, όντας ορθογώνια με τη συνήθη έννοια, δεν είναι ορθογώνια όταν αλλάζει η μετατόπιση φάσης, δηλ. με ενισχυμένη έννοια. Ταυτόχρονα, τα σήματα που δεν επικαλύπτονται σε χρόνο ή φάσμα είναι επίσης ορθογώνια με ενισχυμένη έννοια.

Αν στραφούμε πρώτα στη διάκριση μεταξύ δύο σημάτων, είναι εύκολο να καταλάβουμε ότι το αντίθετο ζεύγος, ελαχιστοποιώντας το Posh στην κατηγορία των ντετερμινιστικών σημάτων, είναι απαράδεκτο σε προβλήματα όπου οι αρχικές φάσεις των σημάτων είναι τυχαίες. Πράγματι, το μόνο χαρακτηριστικό με το οποίο διακρίνονται τα αντίθετα σήματα είναι το πρόσημο, δηλ. την παρουσία ή την απουσία του όρου π στην αρχική φάση. Ωστόσο, όταν πριν από την είσοδο στον διαχωριστή, καθένα από τα σήματα αποκτά μια τυχαία μετατόπιση φάσης, οι προσπάθειες χρήσης της αρχικής φάσης ως χαρακτηριστικό γνώρισμα του σήματος δεν έχουν νόημα και ο διαχωριστής πρέπει να απαλλαγεί από τη μη πληροφοριακή τιμή φ. Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι στην κλάση M≥2 σημάτων με τυχαίες φάσεις, τα σύνολα simplex δεν έχουν βέλτιστες ιδιότητες. Είναι τα σύνολα των σημάτων που είναι ορθογώνια με την ενισχυμένη έννοια που αποδεικνύονται βέλτιστα: καθένα από αυτά τα σήματα προκαλεί μια απόκριση στην έξοδο ενός μόνο από τα φίλτρα του κυκλώματος λήψης, και επομένως την ανάμειξη του i-th σήμα με το k-th one θα εμφανιστεί μόνο εάν ο φάκελος θορύβου στην έξοδο k -ο ταιριαστό φίλτρο (SF) θα έχει τιμή που υπερβαίνει την τιμή του φακέλου του αθροίσματος του σήματος με θόρυβο στην έξοδο του i- ου ΣΦ. Η παραβίαση της συνθήκης της ορθογωνικότητας με την ενισχυμένη έννοια θα οδηγήσει σε αντίδραση στο i-ο σήμα στην έξοδο όχι μόνο του i-th, αλλά και άλλων SFs, για παράδειγμα, του k-th, με αποτέλεσμα υπέρβαση του ο φάκελος στην έξοδο του k-ου SF, μεγαλύτερος από την τιμή του Z i, γίνεται πιο πιθανός.

Για να βρεθεί η πιθανότητα σύγχυσης του p 01 s 0 (t; φ) με το s 1 (t; φ) κατά τη διάκριση δύο σημάτων, είναι απαραίτητο να ενσωματωθεί η άρθρωση PV Z 0 , Z 1 με την υπόθεση H 0 W(Z 0 , Z 1 |H 0) στην περιοχή Z 1 >Z 0 . Για σήματα που είναι ορθογώνια με την ενισχυμένη έννοια, οι ποσότητες Z 0 και Z 1 είναι ανεξάρτητες, επομένως W(Z 0 , Z 1 |H 0)=W(Z 0 |H 0)W(Z 1 |H 0). Τα μονοδιάστατα φωτοβολταϊκά Z 0 και Z 1 είναι γνωστά: εάν το H 0 Z 0 είναι αληθές, ως το περίβλημα του αθροίσματος του σήματος με το θόρυβο, έχει μια γενικευμένη Φ/Β Rayleigh. Το Z 1 καθώς ο φάκελος μόνο για θόρυβο είναι μια τυχαία μεταβλητή Rayleigh. Πολλαπλασιάζοντας αυτά τα PV, αφού ενσωματωθούν τα προκύπτοντα PV W(Z 0 , Z 1 |H 0) και λαμβάνοντας υπόψη την προφανή ισότητα p 01 =p 10 για τη συνολική πιθανότητα σφάλματος διάκρισης δύο εξίσου πιθανών ορθογώνιων στην ενισχυμένη αίσθηση σημάτων με τυχαία φάσεις, λαμβάνουμε

Επανάληψη του συλλογισμού της παραγράφου 4.2. (για ντετερμινιστικά σήματα) οδηγεί σε ένα πρόσθετο όριο

το οποίο, κατά κανόνα, χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της πιθανότητας σφάλματος εάν ο αριθμός των εξίσου πιθανών σημάτων, ορθογώνιων με την ενισχυμένη έννοια, είναι M≥2.

4.3 Υπολογισμός σφαλμάτων διάκρισης Μ σήματα με άγνωστες μη ενεργειακές παραμέτρους

Εξετάστε το πρόβλημα της διάκρισης των ορθογώνιων σημάτων "Μ" με άγνωστη χρονική θέση σε ασύγχρονα συστήματα επικοινωνίας με διαίρεση κώδικα καναλιών. Η απόφαση για την παρουσία ενός σήματος στο κανάλι λαμβάνεται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μέγιστης πιθανότητας. Ας βρούμε την πιθανότητα σφάλματος διάκρισης, λαμβάνοντας υπόψη τις εκπομπές θορύβου στο διάστημα των πιθανών χρονικών καθυστερήσεων των σημάτων.

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν συνδρομητές "M" του συστήματος επικοινωνίας, καθένας από τους οποίους χρησιμοποιεί διαφορετικό σήμα. Η μεγαλύτερη ασυλία θορύβου στη μετάδοση πληροφοριών υπό τέτοιες συνθήκες παρέχεται από σήματα simplex. Όταν M>>1, η ατρωσία θορύβου ενός τέτοιου συστήματος σημάτων πρακτικά συμπίπτει με την ατρωσία θορύβου ενός συστήματος ορθογώνιων σημάτων, για το οποίο

Εδώ E kf είναι η ενέργεια του σήματος f k . Η συνθήκη της ορθογωνικότητας, που μπορεί να ονομαστεί «ορθογωνικότητα σε ένα σημείο», στην πράξη απαιτεί ένα σύστημα κοινού χρόνου για την οργάνωση της σύγχρονης επικοινωνίας. Στα ασύγχρονα συστήματα χρησιμοποιούνται σήματα ορθογώνια με την ενισχυμένη έννοια, για τα οποία, για όλες τις τιμές των τ k και τ m

Αν R km (τ k , τ m)<0.25 – 0.3, то можно считать ансамбль сигналов практически удовлетворяющим условию ортогональности.

Θα εξετάσουμε ένα σύστημα σύνθετων σημάτων (f k (t)), k=1…M, ορθογώνιο με αυθαίρετη μετατόπιση. Μεταξύ σύνθετων σημάτων, σήματα με πλήκτρα μετατόπισης φάσης (PM) με σύνθετο φάκελο της φόρμας

όπου a i είναι ο κωδικός ακολουθίας, u 0 (t) είναι το σχήμα του στοιχειώδους φακέλου δέματος, Δ είναι η διάρκειά του. Στην περίπτωση ενός ορθογώνιου σχήματος του στοιχειώδους φακέλου δεμάτων, η συνάρτηση αυτοσυσχέτισης (ACF) έχει τη μορφή:

Εδώ R 0 (τ)=(1-|τ|/Δ). Στην περιοχή του ACF μέγιστο R(τ)= R 0 (τ)=(1-|τ|/Δ). Στην είσοδο του δέκτη, αφού περάσει από το κανάλι πολλαπλών διαδρομών, το χρήσιμο σήμα μπορεί να γραφτεί ως

δ n είναι η σχετική καθυστέρηση του σήματος κατά μήκος της δέσμης με αριθμό n, τ είναι ο άγνωστος χρόνος άφιξης, ο οποίος βρίσκεται εντός του διαστήματος . ε n =A n /A 0 είναι το σχετικό πλάτος της "n"-ης δέσμης, η παράμετρος ν έχει την έννοια του αριθμού των πρόσθετων δεσμών διάδοσης. Σχετικές καθυστερήσεις δ n >Δ, δηλ. οι δέσμες διαχωρίζονται κατά την επεξεργασία ενός σύνθετου σήματος. Όταν ν=0, το σήμα έχει τη μορφή s(t)=A 0 f(t-τ 0).

Εξετάστε τον αλγόριθμο επεξεργασίας. Ο δέκτης λαμβάνει ένα μείγμα

x(t)=s k (t-τ 0k)+η(t), (t),

όπου s k (t) είναι ένα από τα πιθανά σήματα, k=1…M, τ 0 k είναι η χρονική καθυστέρηση του σήματος, η(t) είναι λευκός Gaussian θόρυβος με μηδενική μέση τιμή και φασματική πυκνότητα ισχύος N 0 /2. Είναι απαραίτητο να ληφθεί μια απόφαση ποιο από τα πιθανά σήματα M υπάρχει στην είσοδο του δέκτη. Σκεφτείτε έναν δέκτη χωρίς αντιστάθμιση πολλαπλών διαδρομών. Το γραμμικό τμήμα ενός τέτοιου δέκτη περιέχει M κανάλια στα οποία στατιστικά της φόρμας

Η έκφραση για το L k (τ k) μπορεί να ξαναγραφτεί σε μια πιο βολική μορφή για ανάλυση

Εδώ και στους παρακάτω τύπους, ο δείκτης k παραλείπεται για συντομία εάν μελετώνται τα χαρακτηριστικά ενός καναλιού, z 0 2 =2A 0 2 E f /N 0 είναι ο λόγος ισχύος σήματος προς θόρυβο, S(τ- τ 0)=∫f(t-τ ) f(t-τ 0)dt/E f είναι η κανονικοποιημένη συνάρτηση σήματος, N(τ)=∫n(t)f(t-τ)dt είναι η κανονικοποιημένη συνάρτηση θορύβου με μηδενικό μέσο όρο, μοναδιαία διακύμανση και συνάρτηση συσχέτισης =S(τ"-τ"").Το περίβλημα της συνάρτησης σήματος S(τ-τ 0) είναι το ACF.

Σύμφωνα με τον αλγόριθμο μέγιστης πιθανότητας, η απόφαση υπέρ του σήματος με αριθμό m λαμβάνεται εάν supL m (τ m)≥supL k (τ k). Για να βρεθούν οι πιθανότητες σωστών και εσφαλμένων αποφάσεων σύμφωνα με αυτόν τον κανόνα, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η κατανομή των απόλυτων μεγίστων των διεργασιών L(τ) στο διάστημα [Т 1 , Т 2 ].

Ας εξετάσουμε μια μέθοδο για τον υπολογισμό της πιθανότητας σφάλματος της διάκρισης σημάτων Μ με άγνωστες παραμέτρους στην περίπτωση διάδοσης σημάτων μονής δέσμης (ή στο σχήμα της βέλτιστης άθροισης σημάτων). Ας συμβολίσουμε με H k =supL k (τ k) την τιμή της απόλυτης μέγιστης στατιστικής στην έξοδο του k-ου καναλιού του δέκτη. Γράφουμε την κοινή κατανομή των τυχαίων μεταβλητών (H 1 ,H 2 ,..H M ) ως w(u 1 ,u 2 ,..u M ). Η συνθήκη της ορθογωνικότητας για τα σήματα f k (t) με τη στατιστική έννοια σημαίνει την ανεξαρτησία των τυχαίων μεταβλητών H k , k=1..M. Τότε η πιθανότητα μιας σωστής λύσης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο μέγιστης πιθανότητας μπορεί να γραφτεί ως

Αν λάβουμε υπόψη την συνθήκη της ορθογωνικότητας του συστήματος των σημάτων (s k (t)), τότε

Ας υποθέσουμε ότι το σύστημα σημάτων (s k (t)) έχει την ίδια ενέργεια, δηλαδή z 0 m =z 0 k =z 0 . Τότε οι τύποι για τα H m και H k μπορούν να ξαναγραφτούν ως

Η συνάρτηση κατανομής του απόλυτου μέγιστου h k της υλοποίησης της διαδικασίας Gauss με τη συνάρτηση συσχέτισης R(τ) μπορεί να προσεγγιστεί με τον τύπο

ξ=(T 2 -T 1)/Δ είναι το μειωμένο μήκος του a priori διαστήματος [T 1 ,T 2 ], που έχει την έννοια του αριθμού ανάλυσης των σημάτων PM σε αυτό το διάστημα. Η προσέγγιση είναι ασυμπτωτικά ακριβής ως ξ→∞, u→∞. Για πεπερασμένες τιμές των ξ και u, μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει μια πιο ακριβή προσέγγιση

Αναπόσπαστο πιθανότητας. Για ξ>>1 και z 0 >>1, η απόλυτη μέγιστη συνάρτηση κατανομής h m μπορεί να γραφτεί ως F m (u)=F s (u)F N (u)≈Φ(u-z 0)F N (u). Αντικαθιστώντας τις εκφράσεις F N (u) και F m (u) στη σχέση για δικαιώματα P, λαμβάνουμε μετά από κατάλληλους μετασχηματισμούς

Ο πρώτος όρος αντιστοιχεί στην a priori πιθανότητα μιας σωστής λύσης για M εξίσου πιθανά γεγονότα. Ο δεύτερος όρος καθορίζει τη μεταβολή της πιθανότητας λόγω της απόφασης. Καθώς z 0 →∞, το ολοκλήρωμα στην παράσταση για το P είναι σωστό τείνει στο 1 και, κατά συνέπεια, το P είναι σωστό →1.

Η συνολική πιθανότητα σφάλματος διάκρισης σημάτων M με άγνωστες παραμέτρους είναι ίση με

Μπορεί να φανεί από τους τύπους ότι με την αύξηση του αριθμού των διακριτών σημάτων, η πιθανότητα ενός σφάλματος απόφασης P e (z 0) αυξάνεται. Με την αύξηση του a priori διαστήματος των χρονικών καθυστερήσεων των σημάτων ξ, η πιθανότητα σφάλματος διάκρισης P e (z 0) αυξάνεται σημαντικά.

4.4 Σύγκριση συστημάτων σύγχρονης και ασύγχρονης επικοινωνίας

Τυπικά, όταν εξετάζεται η απόδοση ενός δέκτη ή αποδιαμορφωτή, υποτίθεται κάποιο επίπεδο συγχρονισμού σήματος. Για παράδειγμα, στην αποδιαμόρφωση συνεκτικής φάσης (σχήμα PSK), θεωρείται ότι ο δέκτης μπορεί να παράγει σήματα αναφοράς των οποίων η φάση είναι πανομοιότυπη (πιθανώς μέχρι μια σταθερή μετατόπιση) με τη φάση των στοιχείων αλφαβήτου σήματος πομπού. Στη συνέχεια, κατά τη διαδικασία απόφασης για την τιμή του λαμβανόμενου συμβόλου (με βάση την αρχή της μέγιστης πιθανότητας), τα σήματα αναφοράς συγκρίνονται με τα εισερχόμενα.

Κατά τη δημιουργία τέτοιων σημάτων αναφοράς, ο δέκτης πρέπει να συγχρονίζεται με τον λαμβανόμενο φορέα. Αυτό σημαίνει ότι η φάση του εισερχόμενου φορέα και το αντίγραφό του στον δέκτη πρέπει να ταιριάζουν. Με άλλα λόγια, εάν δεν υπάρχει καμία πληροφορία κωδικοποιημένη στον εισερχόμενο φορέα, ο εισερχόμενος φορέας και το αντίγραφό του στον δέκτη θα περάσουν ταυτόχρονα από το μηδέν. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται βρόχος κλειδώματος φάσης (αυτή είναι μια συνθήκη που πρέπει να πληρούται όσο το δυνατόν περισσότερο εάν θέλουμε να αποδιαμορφώσουμε με ακρίβεια τα συνεκτικά διαμορφωμένα σήματα στον δέκτη). Ως αποτέλεσμα του βρόχου κλειδώματος φάσης, ο τοπικός ταλαντωτής του δέκτη συγχρονίζεται σε συχνότητα και φάση με το λαμβανόμενο σήμα. Εάν το σήμα φέροντος διαμορφώνει απευθείας όχι τον φορέα, αλλά τον υποφορέα, πρέπει να προσδιοριστούν τόσο η φάση φορέα όσο και η φάση υποφέροντος. Εάν ο πομπός δεν εκτελεί συγχρονισμό φάσης φορέα-υποφορέα (που συνήθως κάνει), ο δέκτης θα χρειαστεί να δημιουργήσει ένα αντίγραφο του υποφέροντος, με τον έλεγχο φάσης του αντιγράφου υποφέροντος να είναι ξεχωριστός από τον έλεγχο φάσης του φορέα αντιγραφής. Αυτό επιτρέπει στον δέκτη να αποκτήσει κλείδωμα φάσης τόσο στον φορέα όσο και στον δευτερεύοντα φορέα.

Επιπλέον, θεωρείται ότι ο δέκτης γνωρίζει ακριβώς πού ξεκινά και πού τελειώνει ένας εισερχόμενος χαρακτήρας. Αυτές οι πληροφορίες απαιτούνται για να γνωρίζουμε το κατάλληλο διάστημα ολοκλήρωσης συμβόλων - το διάστημα ολοκλήρωσης ενέργειας πριν αποφασίσουμε για την τιμή του συμβόλου. Προφανώς, εάν ο δέκτης ενσωματωθεί σε ένα διάστημα ακατάλληλου μήκους ή σε διάστημα που εκτείνεται σε δύο σύμβολα, η ικανότητα λήψης ακριβούς απόφασης θα μειωθεί.

Μπορεί να φανεί ότι ο συγχρονισμός συμβόλων και φάσης έχουν κοινό ότι και τα δύο περιλαμβάνουν τη δημιουργία αντιγράφου μέρους του πιστού σήματος στον δέκτη. Για το κλείδωμα φάσης, αυτό θα είναι ακριβές αντίγραφο του φορέα. Για ένα συμβολικό, αυτός είναι ένας μαίανδρος με μηδενική διέλευση ταυτόχρονα με τη μετάβαση του εισερχόμενου σήματος μεταξύ των συμβόλων. Ένας δέκτης που μπορεί να το κάνει αυτό λέγεται ότι έχει χρονισμό συμβόλων. Εφόσον υπάρχει συνήθως ένας πολύ μεγάλος αριθμός περιόδων φορέα ανά περίοδο συμβόλων, αυτό το δεύτερο επίπεδο συγχρονισμού είναι πολύ πιο χονδροειδές από το συγχρονισμό φάσης και τυπικά εκτελείται χρησιμοποιώντας διαφορετικό σχήμα από αυτό που χρησιμοποιείται στον συγχρονισμό φάσης.

Πολλά συστήματα επικοινωνίας απαιτούν ακόμη υψηλότερο επίπεδο συγχρονισμού, που συνήθως αναφέρεται ως συγχρονισμός πλαισίου. Ο συγχρονισμός πλαισίων απαιτείται όταν οι πληροφορίες παραδίδονται σε μπλοκ ή μηνύματα που περιέχουν σταθερό αριθμό χαρακτήρων. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται ένας κωδικός μπλοκ για την υλοποίηση ενός σχεδίου προστασίας σφαλμάτων προώθησης ή εάν το κανάλι επικοινωνίας είναι χρονικά διαιρούμενο και χρησιμοποιείται από πολλούς χρήστες (τεχνολογία TDMA). Με την κωδικοποίηση μπλοκ, ο αποκωδικοποιητής πρέπει να γνωρίζει τη θέση των ορίων μεταξύ των λέξεων κώδικα, κάτι που είναι απαραίτητο για τη σωστή αποκωδικοποίηση του μηνύματος. Όταν χρησιμοποιείται ένα κανάλι διαίρεσης χρόνου, πρέπει να γνωρίζει κανείς τη θέση των ορίων μεταξύ των χρηστών του καναλιού, η οποία είναι απαραίτητη για τη σωστή κατεύθυνση των πληροφοριών. Όπως και ο συγχρονισμός συμβόλων, το καδράρισμα ισοδυναμεί με τη δυνατότητα δημιουργίας τετραγωνικού κύματος με ρυθμό καρέ με μηδενικές μεταβάσεις που συμπίπτουν με μεταβάσεις από το ένα πλαίσιο στο άλλο.

Τα περισσότερα συστήματα ψηφιακών επικοινωνιών που χρησιμοποιούν συνεκτική διαμόρφωση απαιτούν και τα τρία επίπεδα συγχρονισμού: φάση, σύμβολο και πλαίσιο. Τα μη συνεκτικά συστήματα διαμόρφωσης απαιτούν συνήθως μόνο συγχρονισμό συμβόλων και πλαισίου. Δεδομένου ότι η διαμόρφωση δεν είναι συνεκτική, δεν απαιτείται ακριβής συγχρονισμός φάσης. Επιπλέον, τα ασυνάρτητα συστήματα απαιτούν συγχρονισμό συχνότητας. Ο συγχρονισμός συχνότητας διαφέρει από τον συγχρονισμό φάσης στο ότι το αντίγραφο του φορέα που δημιουργείται από τον δέκτη μπορεί να έχει αυθαίρετες μετατοπίσεις φάσης από τον λαμβανόμενο φορέα. Η δομή του δέκτη μπορεί να απλοποιηθεί εάν δεν απαιτείται να προσδιοριστεί η ακριβής τιμή της φάσης του εισερχόμενου φορέα. Δυστυχώς, αυτή η απλοποίηση συνεπάγεται επιδείνωση της εξάρτησης της αξιοπιστίας της μετάδοσης από την αναλογία σήματος προς θόρυβο.

Μέχρι τώρα, το επίκεντρο της συζήτησης ήταν η λήψη του καναλιού επικοινωνίας. Ωστόσο, μερικές φορές ο πομπός αναλαμβάνει πιο ενεργό ρόλο στο συγχρονισμό - αλλάζει το χρόνο και τη συχνότητα των εκπομπών του για να ταιριάζει με τις προσδοκίες του δέκτη. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ένα δίκτυο δορυφορικών επικοινωνιών όπου πολλαπλά επίγεια τερματικά στέλνουν σήματα σε έναν μόνο δορυφορικό δέκτη. Στις περισσότερες από αυτές τις περιπτώσεις, ο πομπός χρησιμοποιεί τη σύνδεση επιστροφής από τον δέκτη για να καθορίσει την ακρίβεια του χρονισμού. Ως εκ τούτου, απαιτείται συχνά αμφίδρομη επικοινωνία ή ένα δίκτυο για την επιτυχία του συγχρονισμού πομπού. Για το λόγο αυτό, ο χρονισμός πομπού αναφέρεται συχνά ως χρονισμός δικτύου.

Η ανάγκη συγχρονισμού του δέκτη συνδέεται με ορισμένα κόστη. Κάθε επιπλέον επίπεδο συγχρονισμού συνεπάγεται μεγαλύτερο κόστος για το σύστημα. Η πιο προφανής επένδυση χρημάτων είναι η ανάγκη για πρόσθετο λογισμικό ή σκεύη, εξαρτήματαώστε ο δέκτης να λαμβάνει και να διατηρεί τον συγχρονισμό. Επίσης, και λιγότερο προφανές, μερικές φορές πληρώνουμε με τον χρόνο που χρειάζεται για να συγχρονιστεί πριν ξεκινήσει η επικοινωνία ή την ενέργεια που απαιτείται για τη μετάδοση σημάτων που θα χρησιμοποιηθεί στον δέκτη για την απόκτηση και διατήρηση του συγχρονισμού. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί να προκύψει το ερώτημα γιατί ο σχεδιαστής ενός συστήματος επικοινωνίας θα πρέπει να εξετάσει το ενδεχόμενο σχεδιασμού συστήματος υψηλός βαθμόςσυγχρονισμός. Απάντηση: βελτιωμένη απόδοση και ευελιξία.

Σκεφτείτε ένα τυπικό εμπορικό αναλογικό ραδιόφωνο AM, το οποίο μπορεί να είναι σημαντικό μέρος ενός συστήματος επικοινωνίας εκπομπής που περιλαμβάνει έναν κεντρικό πομπό και πολλούς δέκτες. Αυτό το σύστημαοι επικοινωνίες είναι εκτός συγχρονισμού. Ταυτόχρονα, το εύρος ζώνης του δέκτη πρέπει να είναι αρκετά ευρύ ώστε να περιλαμβάνει όχι μόνο το σήμα πληροφοριών, αλλά και τυχόν διακυμάνσεις του φορέα λόγω του φαινομένου Doppler ή της μετατόπισης της συχνότητας αναφοράς του πομπού. Αυτή η απαίτηση εύρους ζώνης πομπού σημαίνει ότι παρέχεται πρόσθετη ενέργεια θορύβου στον ανιχνευτή που υπερβαίνει την ενέργεια που απαιτείται θεωρητικά για τη μετάδοση πληροφοριών. Ελαφρώς πιο εξελιγμένοι δέκτες που περιέχουν σύστημα παρακολούθησης συχνότητας φορέα μπορούν να περιλαμβάνουν ένα στενόπερατό φίλτρο στο κέντρο του φορέα, το οποίο θα μειώσει σημαντικά την ενέργεια του θορύβου και θα αυξήσει την αναλογία λαμβανόμενου σήματος προς θόρυβο. Επομένως, παρόλο που οι συμβατικοί ραδιοφωνικοί δέκτες είναι αρκετά κατάλληλοι για λήψη σημάτων από μεγάλους πομπούς σε απόσταση αρκετών δεκάδων χιλιομέτρων, ενδέχεται να αδυνατούν υπό συνθήκες χαμηλότερης ποιότητας.

Για τις ψηφιακές επικοινωνίες, οι αντισταθμίσεις μεταξύ της απόδοσης και της πολυπλοκότητας του δέκτη λαμβάνονται συχνά υπόψη κατά την επιλογή μιας διαμόρφωσης. Οι απλούστεροι ψηφιακοί δέκτες περιλαμβάνουν αυτούς που έχουν σχεδιαστεί για χρήση με δυαδικό FSK με μη συνεκτική ανίχνευση. Η μόνη απαίτηση είναι ο συγχρονισμός bit και η παρακολούθηση συχνότητας. Ωστόσο, εάν επιλέξετε συνεκτικό BPSK ως διαμόρφωση, μπορείτε να λάβετε την ίδια πιθανότητα σφάλματος bit, αλλά με χαμηλότερο λόγο σήματος προς θόρυβο (περίπου 4 dB). Το μειονέκτημα της διαμόρφωσης BPSK είναι ότι ο δέκτης απαιτεί ακριβή παρακολούθηση φάσης, κάτι που μπορεί να είναι ένα δύσκολο πρόβλημα σχεδιασμού εάν τα σήματα έχουν υψηλούς ρυθμούς Doppler ή εξασθενούν.

Ένας άλλος συμβιβασμός μεταξύ κόστους και απόδοσης περιλαμβάνει την κωδικοποίηση διόρθωσης σφαλμάτων. Χρησιμοποιώντας κατάλληλες μεθόδουςΗ προστασία από σφάλματα μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση. Ταυτόχρονα, το κόστος από την άποψη της πολυπλοκότητας του δέκτη μπορεί να είναι υψηλό. Η σωστή λειτουργία ενός αποκωδικοποιητή μπλοκ απαιτεί από τον δέκτη να επιτυγχάνει συγχρονισμό μπλοκ, συγχρονισμό πλαισίου ή συγχρονισμό μηνυμάτων. Αυτή η διαδικασία είναι επιπλέον της κανονικής διαδικασίας αποκωδικοποίησης, αν και υπάρχουν ορισμένοι κωδικοί διόρθωσης σφαλμάτων που διαθέτουν ενσωματωμένο συγχρονισμό μπλοκ. Οι συνελικτικοί κώδικες απαιτούν επίσης κάποιο πρόσθετο συγχρονισμό για τη βέλτιστη απόδοση. Αν και η ανάλυση απόδοσης των συνελικτικών κωδίκων συχνά προϋποθέτει ένα άπειρο μήκος της ακολουθίας εισόδου, στην πράξη αυτό δεν συμβαίνει. Επομένως, για να εξασφαλιστεί μια ελάχιστη πιθανότητα σφάλματος, ο αποκωδικοποιητής πρέπει να γνωρίζει την αρχική κατάσταση (συνήθως όλα τα μηδενικά) από την οποία ξεκινά η ακολουθία πληροφοριών, την τελική κατάσταση και το χρόνο για να φτάσει στην τελική κατάσταση. Η γνώση του τέλους της αρχικής κατάστασης και η επίτευξη της τελικής κατάστασης ισοδυναμεί με την παρουσία συγχρονισμού καρέ. Επιπλέον, ο αποκωδικοποιητής πρέπει να γνωρίζει πώς να ομαδοποιεί τα σύμβολα του καναλιού για να λάβει μια διαχωριστική απόφαση. Αυτή η απαίτηση ισχύει και για το συγχρονισμό.

Η παραπάνω συζήτηση των αντισταθμίσεων αφορούσε τη σχέση μεταξύ απόδοσης και πολυπλοκότητας μεμονωμένων καναλιών και δεκτών. Αξίζει να σημειωθεί ότι η δυνατότητα συγχρονισμού έχει επίσης σημαντικές πιθανές επιπτώσεις για την αποτελεσματικότητα και την ευελιξία του συστήματος. Ο συγχρονισμός καρέ σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε προηγμένες, γενικές μεθόδουςπολλαπλή πρόσβαση, παρόμοια με τα συστήματα πολλαπλής πρόσβασης βάσει ζήτησης (DAMA). Επιπλέον, η χρήση τεχνικών ευρέος φάσματος, τόσο των σχημάτων πολλαπλής πρόσβασης όσο και των σχημάτων καταστολής παρεμβολών, απαιτούν υψηλό επίπεδο συγχρονισμού του συστήματος. Αυτές οι τεχνολογίες προσφέρουν τη δυνατότητα δημιουργίας πολύ ευέλικτων συστημάτων, κάτι που είναι ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό κατά την αλλαγή του συστήματος ή όταν εκτίθεται σε σκόπιμες ή ακούσιες παρεμβολές από διάφορες εξωτερικές πηγές.

συμπέρασμα

Η πρώτη ενότητα της εργασίας μου περιγράφει τις αρχές της κατασκευής συστημάτων ασύρματων τηλεπικοινωνιών: δίνεται ένα σχέδιο για την κατασκευή ενός συστήματος κυψελοειδούς επικοινωνίας, υποδεικνύονται μέθοδοι διαχωρισμού συνδρομητών σε κυψελοειδείς επικοινωνίες και τα πλεονεκτήματα (εμπιστευτικότητα και θόρυβος) του διαχωρισμού κωδικών σε σύγκριση με Σημειώνεται ο χρόνος και η συχνότητα και λαμβάνονται επίσης υπόψη κοινά πρότυπα δαίμονας ενσύρματη σύνδεση DECT, Bluetooth και Wi-Fi (802.11, 802.16).

Περαιτέρω, λαμβάνονται υπόψη οι συσχετίσεις και οι φασματικές ιδιότητες των σημάτων και, για παράδειγμα, δίνονται υπολογισμοί των φασμάτων ορισμένων σημάτων (ορθογώνιος παλμός, Gaussian bell, εξομαλυνμένος παλμός) και συναρτήσεις αυτοσυσχέτισης των σημάτων Barker που είναι κοινά στις ψηφιακές επικοινωνίες και στις συναρτήσεις Walsh, και υποδεικνύονται τύποι σύνθετων σημάτων για συστήματα τηλεπικοινωνιών.

Το τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζει μεθόδους διαμόρφωσης για πολύπλοκα σήματα: μέθοδοι πληκτρολόγησης μετατόπισης φάσης, διαμόρφωση με ελάχιστη μετατόπιση συχνότητας (μία από τις μεθόδους διαμόρφωσης συνεχούς φάσης), διαμόρφωση πλάτους τετραγωνισμού. και αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.

Το τελευταίο μέρος της εργασίας περιλαμβάνει μια εξέταση των πιθανοτήτων σφάλματος της διάκρισης M γνωστών και M κυμαινόμενων σημάτων στο φόντο του θορύβου, καθώς και έναν αλγόριθμο για τον υπολογισμό σφαλμάτων στη διάκριση M ορθογώνιων σημάτων με άγνωστη χρονική θέση σε επικοινωνία ασύγχρονης διαίρεσης κώδικα συστήματα.

Βιβλιογραφία:

1. Ratynsky M.V. Βασικές αρχές κυψελοειδών επικοινωνιών / Εκδ. D. B. Zimina - M .: Ραδιόφωνο και επικοινωνία, 1998. - 248 σελ.

2. Sklyar B. Ψηφιακές επικοινωνίες. Θεωρητικές βάσεις και πρακτική χρήση, 2η έκδοση.: Περ. από τα Αγγλικά. – M.: Williams Publishing House, 2003. – 1104 p.

3. Shakhnovich I. Σύγχρονες τεχνολογίες ασύρματης επικοινωνίας. Μόσχα: Technosfera, 2004. - 168 σελ.

4. Baskakov S.I. Ραδιοκυκλώματα και σήματα: Proc. για πανεπιστήμια σε ειδικές «Ραδιομηχανική». - 3η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον - Μ .: Πιο ψηλά. σχολείο, 2000. - 462 σελ.

5. Σήματα που μοιάζουν με θόρυβο σε συστήματα μετάδοσης πληροφοριών. Εκδ. καθ. V.B. Πεστριάκοβα. Μ., «Κουκουβάγιες. ραδιόφωνο», 1973. – 424 σελ.

6. Varakin L.E. Συστήματα επικοινωνίας με σήματα που μοιάζουν με θόρυβο. - Μ.: Ραδιόφωνο και επικοινωνία, 1985. - 384 σελ.

7. Vishnevsky V.M., Lyakhov A.I., Portnoy S.L., Shakhnovich I.V. Ευρυζωνικότητα ασύρματα δίκτυαμεταφορά πληροφοριών. Μόσχα: Technosphere, 2005. - 592 p.

8. Radchenko Yu.S., Radchenko T.A. Αποτελεσματικότητα διαχωρισμού κωδικών σημάτων με άγνωστη ώρα άφιξης. Πρακτικά 5ου ενθ. συνδ. "Ραντάρ, πλοήγηση, επικοινωνίες" - RLNC-99, Voronezh, 1999, v.1, σελ. 507-514.

9. Συστήματα ραδιομηχανικής: Proc. για πανεπιστήμια σε ειδικές "Radio Engineering" / Yu.P. Grishin, V.P. Ipatov, Yu.M. Kazarinov και άλλοι. Εκδ. Yu.M. Καζαρίνοφ. - Μ .: Πιο ψηλά. σχολείο, 1990. - 469 σελ.

Η έγκαιρη διαβίβαση πληροφοριών αποτελεί τη βάση για τη σταθερή λειτουργία πολλών βιομηχανιών και γεωργίας.

Η σύγχρονη κοινωνία της πληροφορίας χρησιμοποιεί ενεργά διάφορα συστήματα τηλεπικοινωνιών για την ανταλλαγή μεγάλου όγκου πληροφοριών σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Σύγχρονα συστήματα και δίκτυα τηλεπικοινωνιών

Τα συστήματα τηλεπικοινωνιών είναι τεχνικά μέσα που έχουν σχεδιαστεί για τη μετάδοση μεγάλων ποσοτήτων πληροφοριών μέσω γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών. Κατά κανόνα, τα συστήματα τηλεπικοινωνιών έχουν σχεδιαστεί για να εξυπηρετούν μεγάλο αριθμό χρηστών: από αρκετές δεκάδες χιλιάδες έως εκατομμύρια. Η χρήση ενός τέτοιου συστήματος περιλαμβάνει την τακτική μετάδοση πληροφοριών σε ψηφιακή μορφή μεταξύ όλων των συμμετεχόντων στο τηλεπικοινωνιακό δίκτυο.

Το κύριο χαρακτηριστικό του σύγχρονου εξοπλισμού δικτύου είναι η εξασφάλιση αδιάλειπτης σύνδεσης έτσι ώστε οι πληροφορίες να μεταδίδονται συνεχώς. Ταυτόχρονα, επιτρέπεται περιοδική επιδείνωση της ποιότητας της επικοινωνίας τη στιγμή της δημιουργίας σύνδεσης, καθώς και περιοδικά τεχνικά προβλήματα που προκαλούνται από εξωτερικούς παράγοντες.

Τύποι και ταξινόμηση συστημάτων τηλεπικοινωνιών

Τα σύγχρονα συστήματα τηλεπικοινωνιών συνδυάζονται σύμφωνα με πολλά κύρια χαρακτηριστικά.

Ανάλογα με τον σκοπό, διακρίνονται τα συστήματα τηλεοπτικής μετάδοσης, οι προσωπικές επικοινωνίες και τα δίκτυα υπολογιστών.

Ανάλογα με την τεχνική υποστήριξη που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση πληροφοριών, διακρίνονται τα παραδοσιακά συστήματα καλωδιακής επικοινωνίας, πιο προηγμένα - οπτικών ινών, καθώς και επίγεια και δορυφορικά.

Ανάλογα με τη μέθοδο κωδικοποίησης της συστοιχίας πληροφοριών, διακρίνονται τα αναλογικά και τα ψηφιακά κανάλια επικοινωνίας. Ο τελευταίος τύπος έχει γίνει ευρέως διαδεδομένος, ενώ τα αναλογικά κανάλια επικοινωνίας γίνονται όλο και λιγότερο σε ζήτηση σήμερα.

Συστήματα υπολογιστών

Τα συστήματα υπολογιστών είναι μια συλλογή πολλών υπολογιστών, ενωμένοι σε ένα ενιαίο πεδίο πληροφοριών μέσω καλωδίων και εξειδικευμένων προγραμμάτων.

Το σύνολο του εγκατεστημένου εξοπλισμού και λογισμικού είναι ένα αυτόνομο αυτορυθμιζόμενο σύστημα που εξυπηρετεί την επιχείρηση στο σύνολό της.

Ανάλογα με τις λειτουργίες τους, ο εξοπλισμός συστημάτων υπολογιστών χωρίζεται σε:

• υπηρεσία (για ενδιάμεση και εφεδρική αποθήκευση πληροφοριών).


• ενεργό (για την εξασφάλιση έγκαιρης και υψηλής ποιότητας σηματοδότησης.


• προσωπικές συσκευές.

Για τη διασφάλιση της λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος απαιτείται κατάλληλο λογισμικό, κατάλληλα διαμορφωμένο με βάση τις ανάγκες των χρηστών.

Ραδιομηχανική και συστήματα τηλεόρασης

Στην καρδιά των συστημάτων ραδιοεπικοινωνίας βρίσκονται ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσειςπου μεταδίδονται σε ειδικό ραδιοφωνικό κανάλι. Η μονάδα λειτουργίας του συστήματος είναι ένα σήμα που μετατρέπεται στον πομπό και στη συνέχεια μετατρέπεται σε πληροφοριακό μήνυμα στον δέκτη.

Η βάση της αδιάλειπτης λειτουργίας των συστημάτων ραδιομηχανικής είναι η γραμμή επικοινωνίας - το φυσικό περιβάλλον και το υλικό που εξασφαλίζουν την έγκαιρη και πλήρη μετάδοση πληροφοριών.

Τα συστήματα τηλεόρασης λειτουργούν με παρόμοια αρχή δέκτη και πομπού. Τα περισσότερα από αυτά χρησιμοποιούν ψηφιακό σήμα, επιτρέποντας τη μετάδοση του μηνύματος σε υψηλότερη ποιότητα.

Παγκόσμια συστήματα τηλεπικοινωνιών

Τα παγκόσμια συστήματα τηλεπικοινωνιών περιλαμβάνουν εκείνο το υλικό και το λογισμικό που συνδέουν τους χρήστες ανεξάρτητα από τη φυσική τους θέση στον πλανήτη. Το κύριο χαρακτηριστικό των παγκόσμιων δικτύων είναι η νοημοσύνη, η οποία καθιστά εύκολη τη χρήση της χωρητικότητας του δικτύου με βέλτιστη απόδοση, ενώ ελαχιστοποιεί το κόστος συντήρησης του εξοπλισμού. Υπάρχουν διάφοροι κύριοι τύποι παγκόσμιων δικτύων.

Τα ψηφιακά δίκτυα με ενσωματωμένες μονάδες χρησιμοποιούν συνεχή μεταγωγή κυκλώματος, ενώ οι συστοιχίες δεδομένων επεξεργάζονται σε ψηφιακή μορφή. Οι χρήστες του δικτύου έχουν πρόσβαση μόνο σε ορισμένες λειτουργίες, η διεπαφή δεν σας επιτρέπει να αλλάξετε μόνοι σας τις τεχνικές παραμέτρους.

Τα δίκτυα X25 είναι οι παλαιότερες, πιο αξιόπιστες και δοκιμασμένες τεχνολογίες για τη μεταφορά πληροφοριών μεταξύ απεριόριστου αριθμού χρηστών. Η κύρια διαφορά μεταξύ τέτοιων δικτύων είναι η παρουσία μιας συσκευής για τη "συναρμολόγηση" μεμονωμένων μπλοκ πληροφοριών που μεταδίδονται σε "πακέτα" για την ταχύτερη μετάδοση.

Η ασύγχρονη λειτουργία δεδομένων είναι μια σύγχρονη τεχνολογία που χρησιμοποιείται για ευρυζωνικά δίκτυα που βασίζονται σε καλώδια οπτικών ινών.

Οπτικά συστήματα τηλεπικοινωνιών

Η βάση των συστημάτων οπτικών τηλεπικοινωνιών είναι ένα καλώδιο οπτικών ινών που συνδέει μεμονωμένες συσκευές σε ένα ενιαίο παγκόσμιο δίκτυο.

Τα σήματα μεταδίδονται χρησιμοποιώντας το εύρος της υπέρυθρης ακτινοβολίας, ενώ το εύρος ζώνης του καλωδίου οπτικών ινών είναι πολλές φορές υψηλότερο από αυτό των άλλων τύπων εξοπλισμού.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του υλικού παρέχουν χαμηλό επίπεδο εξασθένησης του σήματος σε μεγάλες αποστάσεις, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρήση του καλωδίου για επικοινωνία μεταξύ ηπείρων. Τοποθετημένο κατά μήκος του πυθμένα του ωκεανού, το καλώδιο οπτικών ινών προστατεύεται από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση, καθώς είναι αρκετά δύσκολο τεχνικά να υποκλαπούν τα μεταδιδόμενα σήματα.

Πολυκαναλικά συστήματα τηλεπικοινωνιών

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα τέτοιων συστημάτων επικοινωνίας είναι η χρήση πολλών καναλιών για τη μετάδοση σημάτων πληροφοριών.

Τα σύγχρονα συστήματα τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιούν καλώδια, κυματοδηγούς, ραδιοφωνικό ρελέ, καθώς και διαστημικές γραμμές επικοινωνίας. Το κρυπτογραφημένο σήμα μεταδίδεται με ταχύτητα πολλών gigabits ανά δευτερόλεπτο σε τεράστιες αποστάσεις.

Το κύριο πλεονέκτημα των πολυκαναλικών συστημάτων είναι η παροχή σταθερή λειτουργία. Όταν ένα κανάλι επικοινωνίας αποτύχει, το επόμενο συνδέεται αυτόματα.

Οι χρήστες προστατεύονται από ξαφνική αποσύνδεση και απώλεια σημαντικών πληροφοριών. Αυτά τα συστήματα βασίζονται σε δομημένες δομές καλωδίων.

Συστήματα τηλεπικοινωνιών πολλαπλών υπηρεσιών

Τα συστήματα τηλεπικοινωνιών πολλαπλών υπηρεσιών είναι ένα περιβάλλον υλικού και λογισμικού σχεδιασμένο για τη μετάδοση δεδομένων χρησιμοποιώντας τεχνολογία μεταγωγής πακέτων - συνδέοντας μεμονωμένα μπλοκ πληροφοριών σε μεγάλα μηνύματα.

Ένα χαρακτηριστικό των συστημάτων πολλαπλών υπηρεσιών είναι η ανάγκη διασφάλισης της σταθερής λειτουργίας όλων των στοιχείων του περιβάλλοντος μεταφοράς. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται διαφορετικές τεχνολογίες για τη μετάδοση δεδομένων, καθώς και πληροφορίες φωνής και βίντεο, αλλά η υποδομή είναι η ίδια. Επομένως, η βασική αρχή της δημιουργίας δικτύων πολλαπλών υπηρεσιών είναι η καθολικότητα. τεχνολογική λύση, με τη βοήθεια του οποίου εξυπηρετείται ετερογενής εξοπλισμός, σχεδιασμένος να εκτελεί διάφορες λειτουργίες.

Το σύστημα πολλαπλών υπηρεσιών χρησιμοποιεί ένα μόνο κανάλι για τη μετάδοση δεδομένων διάφοροι τύποι. Αυτό εξοικονομεί χρήματα για τη συντήρηση του συστήματος και το υλικό: ένας ενιαίος σχεδιασμός απαιτεί λιγότερο προσωπικό και λιγότερο κόστος.

Δομή, εξοπλισμός και εξαρτήματα τηλεπικοινωνιακών συστημάτων

Στην καρδιά κάθε τηλεπικοινωνιακού συστήματος βρίσκονται οι διακομιστές που αποθηκεύουν και επεξεργάζονται τις πληροφορίες που απαιτούνται από τους χρήστες.

Τα δωμάτια διακομιστών είναι μικρά, βιομηχανικά αεριζόμενα δωμάτια που υποστηρίζουν πολλούς μεγάλους σκληρούς δίσκους.

Οι υπολογιστές χρηστών είναι το μέσο επικοινωνίας μεταξύ της βάσης δεδομένων και συγκεκριμένων χρηστών των πληροφοριών που εκτελούν ερωτήματα αναζήτησης.

Η τεχνική βάση των τηλεπικοινωνιακών δικτύων είναι οι γραμμές επικοινωνίας, δηλαδή τα μέσα μετάδοσης δεδομένων, τα οποία χρησιμοποιούνται ως οπτικές ίνες, ομοαξονικά ή ασύρματα κανάλια επικοινωνίας.

Εξοπλισμός δικτύου που παρέχει μετάδοση και λήψη δεδομένων:

• μόντεμ?
• προσαρμογείς?
• δρομολογητές?
• συγκεντρωτές.

Τέτοιες συσκευές συμπληρώνουν το σύστημα τηλεπικοινωνιών και είναι απαραίτητες για σταθερή λειτουργία.

Το λογισμικό σάς επιτρέπει να ελέγχετε αποτελεσματικά τη λειτουργία του εγκατεστημένου εξοπλισμού, γεγονός που εξασφαλίζει την έγκαιρη μετάδοση πληροφοριών στους απαιτούμενους όγκους.

Μέθοδοι και μέσα μέτρησης σε συστήματα τηλεπικοινωνιών

Ανάλογα με το στάδιο υλοποίησης, διακρίνονται τρεις τύποι μετρήσεων:

1. Οι μετρήσεις εγκατάστασης γίνονται μετά την εγκατάσταση του εξοπλισμού για να διασφαλιστεί ότι όλοι οι κόμβοι του τηλεπικοινωνιακού συστήματος είναι λειτουργικοί.


2. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, είναι απαραίτητο να πραγματοποιήσετε μετρήσεις προσαρμογής που σας επιτρέπουν να προσαρμόσετε τη λειτουργικότητα του εξοπλισμού στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Για παράδειγμα, εάν αλλάξει το υλικό ή το λογισμικό σε ένα σύστημα τηλεπικοινωνιών, πρέπει να διασφαλιστεί ότι θα συνεχίσει να λειτουργεί πλήρως.


3. Πραγματοποιούνται τακτικά μετρήσεις ελέγχου ή προληπτικής λειτουργίας για την αποφυγή ξαφνικών βλαβών στο τηλεπικοινωνιακό δίκτυο.

Βασικές αρχές κατασκευής και εγκατάστασης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και δικτύων

Η κύρια αρχή της κατασκευής ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος οποιουδήποτε μεγέθους και σκοπού είναι η διαίρεση του σε ξεχωριστά λειτουργικά τμήματα. Ο χρόνος σέρβις καθενός από αυτούς μειώνεται, η διαδικασία εύρεσης του τόπου βλάβης σε περίπτωση τεχνικών δυσλειτουργιών απλοποιείται.

Επιπλέον, κατά την εγκατάσταση συστημάτων, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για την απομόνωση του ίδιου του καλωδίου, ώστε η μετάδοση δεδομένων να εξαρτάται όσο το δυνατόν λιγότερο από εξωτερικούς παράγοντες. Τα σύγχρονα καλώδια οπτικών ινών βρίσκονται υπόγεια, στον πυθμένα του ωκεανού ή σε ειδικές αυλακώσεις, που τα προστατεύουν στο μέγιστο από τις βλαβερές συνέπειες.

Διασφάλιση ασφάλειας πληροφοριών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων

Το κύριο καθήκον στην κατασκευή ενός συστήματος ασφαλείας στις τηλεπικοινωνίες είναι η αποτροπή διαρροής πληροφοριών μέσω χωριστών καναλιών. Ο λόγος για τέτοια φαινόμενα μπορεί να είναι τόσο ζημιά υλικού στο κανάλι μετάδοσης (καλώδιο οπτικών ινών) όσο και επίθεση από εισβολείς που χρησιμοποιούν εργαλεία λογισμικού.

Στην πρώτη περίπτωση, η ασφάλεια πληροφοριών συνίσταται στην παροχή καλωδίων υψηλής ποιότητας που μπορούν να αντέξουν βαριά φορτία και τακτική λειτουργία.

Στο δεύτερο, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν, να εφαρμοστούν και να διατηρηθούν εργαλεία λογισμικού που περιορίζουν την πρόσβαση στους πόρους του τηλεπικοινωνιακού συστήματος.

Συστήματα τηλεπικοινωνιών ξενοδοχείων

Η ξενοδοχειακή επιχείρηση είναι μια ολόκληρη σειρά υπηρεσιών που παρέχουν άνετη διαμονή στους επισκέπτες στην επικράτεια του ξενοδοχείου. Γι' αυτό η έγκαιρη παροχή πλήρους και αξιόπιστης πληροφόρησης για οτιδήποτε μπορεί να ενδιαφέρει τους επισκέπτες αποτελεί εγγύηση για τη διατήρηση των πελατών.

Κατά κανόνα, τα συστήματα τηλεπικοινωνιών στα ξενοδοχειακά συγκροτήματα αποτελούνται από:

• βιντεοεπικοινωνίες·
• συστήματα υπολογιστών?
• λογισμικό.

Έτσι, κάθε επισκέπτης λαμβάνει την άνεση της διαμονής σε ένα δωμάτιο και όλες τις απαραίτητες πληροφορίες.

Τηλεπικοινωνιακά συστήματα και δίκτυα σιδηροδρομικών μεταφορών

Σε αντίθεση με τον κλάδο της φιλοξενίας, η κύρια προτεραιότητα των τηλεπικοινωνιών στον σιδηροδρομικό τομέα είναι η αξιοπιστία των πληροφοριών. Ως εκ τούτου, τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα στις σιδηροδρομικές μεταφορές είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε όλες οι μεταδιδόμενες πληροφορίες να μπορούν να εντοπιστούν γρήγορα, ενώ οι πιθανές διαρροές δίνουν ελάχιστη προσοχή.

Εταιρείες που εξυπηρετούν συστήματα τηλεπικοινωνιών

Τα συστήματα τηλεπικοινωνιών συντηρούνται από προμηθευτές εξοπλισμού για τη διεξαγωγή επικοινωνιών δεδομένων και εταιρείες παροχής υπηρεσιών.

Μεταξύ των επιχειρήσεων μπορούν να σημειωθούν:

• Η "Telecommunication Systems" είναι μία από τις παλαιότερες εξειδικευμένες εταιρείες στην Αγία Πετρούπολη, η οποία παρέχει στους πελάτες υπηρεσίες για την τρέχουσα επισκευή, διαμόρφωση και συντήρηση συστημάτων μετάδοσης πληροφοριών.


• "Stroykom-A" - μια μικρή εταιρεία που παρέχει υπηρεσίες για τη συντήρηση και τη βελτίωση των ερειπωμένων συστημάτων τηλεπικοινωνιών.


• Η Cryptocom είναι μια εταιρεία στενού προφίλ που παρέχει ασφάλεια στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα επιχειρήσεων της αμυντικής βιομηχανίας.

Κατασκευαστές και προμηθευτές εξοπλισμού για συστήματα τηλεπικοινωνιών

Οι ακόλουθες εταιρείες δραστηριοποιούνται στην παραγωγή και προμήθεια εξοπλισμού τηλεπικοινωνιακών συστημάτων:

• Η "Montair" είναι πάροχος λύσεων με το κλειδί στο χέρι για συστήματα τηλεπικοινωνιών, προσφέροντας στους πελάτες ένα ευρύ φάσμα υλικού διακομιστή.


• Η Rdcam είναι μια εταιρεία πλήρους κύκλου που προσφέρει στους πελάτες όχι μόνο έτοιμο εξοπλισμό, αλλά και την ανάπτυξη λύσεων μηχανικής για συστήματα τηλεπικοινωνιών.


• Η LAN-ART είναι προμηθευτής εξοπλισμού μεταγωγής δικτύου και κατασκευαστής καλωδίων επικοινωνίας.

Στην ετήσια έκθεση Sviaz παρουσιάζονται σύγχρονα συστήματα τηλεπικοινωνιών και εξειδικευμένος εξοπλισμός επικοινωνίας.

Διαβάστε τα άλλα άρθρα μας:

Ανά σκοπό, τα τηλεπικοινωνιακά συστήματα ομαδοποιούνται ως εξής:

Συστήματα τηλεοπτικής μετάδοσης;

Συστήματα επικοινωνίας (συμπεριλαμβανομένης της τηλεειδοποίησης).

Δίκτυα υπολογιστών.

Ανά τύπο μέσου μεταφοράς πληροφοριών που χρησιμοποιείται:

Καλώδιο (παραδοσιακός χαλκός);

οπτικών ινών;

Ουσιώδης;

Δορυφόρος.

Μέσω μεταφοράς πληροφοριών:

Αναλογικό;

Ψηφιακό.

Τα συστήματα επικοινωνίας χωρίζονται ανάλογα με την κινητικότητα σε:

Σταθερές (παραδοσιακές συνδρομητικές γραμμές).

Κινητός.

Τα συστήματα κινητής επικοινωνίας υποδιαιρούνται σύμφωνα με την αρχή της κάλυψης της περιοχής εξυπηρέτησης:

Σε μικροκυτταρικό - DECT;

Κυψέλη - NMT-450, D-AMPS, GSM, CDMA;

Trunking (μακροκυτταρική, ζώνη) - TETRA, SmarTrunk;

Δορυφόρος.

Συστήματα τηλεοπτικών εκπομπών

Τα συστήματα μετάδοσης (τηλεόραση) σύμφωνα με τη μέθοδο παροχής σήματος και την περιοχή κάλυψης χωρίζονται σε:

Δίκτυα λήψης τηλεόρασης;

- "καλώδιο" (συστήματα συλλογικής τηλεοπτικής λήψης (SKTP)).

Τεχνολογίες για ασύρματη διανομή υψηλής ταχύτητας πληροφοριών πολυμέσων MMDS, MVDS και LMDS.

Δορυφόρος.

Συστήματα κινητής επικοινωνίας

Τα συστήματα κινητής τηλεφωνίας (MCS), τα προσωπικά δίκτυα ραδιοφωνικών κλήσεων (PRC) και τα συστήματα δορυφορικής επικοινωνίας έχουν σχεδιαστεί για τη μετάδοση δεδομένων και την παροχή τηλεφωνικών επικοινωνιών σε κινητά και σταθερά αντικείμενα. Η μεταφορά δεδομένων σε συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας διευρύνει δραματικά τις δυνατότητές του, αφού, εκτός από τηλέφωνο, μπορεί να λαμβάνει μηνύματα τέλεξ και φαξ διαφόρων ειδών. γραφικές πληροφορίεςκ.λπ. Η αύξηση του όγκου της πληροφορίας απαιτεί μείωση του χρόνου μετάδοσης και λήψης της, με αποτέλεσμα να αυξάνεται σταθερά η παραγωγή κινητών ραδιοεπικοινωνιών (σελιδοποιητές, κινητά ραδιοτηλέφωνα, τερματικά δορυφορικών χρηστών).

Το κύριο πλεονέκτημα του SPS: η κινητή επικοινωνία επιτρέπει στον συνδρομητή να λαμβάνει υπηρεσίες επικοινωνίας σε οποιοδήποτε σημείο εντός των περιοχών κάλυψης επίγειων ή δορυφορικών δικτύων. χάρη στην πρόοδο της τεχνολογίας επικοινωνιών, δημιουργήθηκαν μικρού μεγέθους τερματικά γενικής χρήσης συνδρομητών (ATs). Το SPS παρέχει στους καταναλωτές τη δυνατότητα πρόσβασης στο δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο (PSTN), τη μετάδοση δεδομένων υπολογιστή.

Τα δίκτυα κινητής επικοινωνίας περιλαμβάνουν: δίκτυα κινητής τηλεφωνίας (MCSN). δίκτυα επικοινωνίας (STS)· προσωπικά δίκτυα ραδιοφωνικών κλήσεων (PRP). δίκτυα προσωπικών δορυφορικών (κινητών) επικοινωνιών.

Δίκτυα κινητής τηλεφωνίας

Μεταξύ των σύγχρονων τηλεπικοινωνιακών εγκαταστάσεων, τα κυψελωτά ραδιοτηλεφωνικά δίκτυα αναπτύσσονται ταχύτερα. Η εφαρμογή τους κατέστησε δυνατή την επίλυση του προβλήματος της οικονομικής χρήσης της εκχωρημένης ζώνης ραδιοσυχνοτήτων με τη μετάδοση μηνυμάτων στις ίδιες συχνότητες, αλλά σε διαφορετικές ζώνες (κυψέλες) και την αύξηση της απόδοσης των τηλεπικοινωνιακών δικτύων. Πήραν το όνομά τους σύμφωνα με την κυτταρική αρχή της οργάνωσης των επικοινωνιών, σύμφωνα με την οποία η περιοχή εξυπηρέτησης χωρίζεται σε κελιά (κελιά).

Ένα σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας είναι ένα σύνθετο και ευέλικτο τεχνικό σύστημα που επιτρέπει μια μεγάλη ποικιλία επιλογών διαμόρφωσης και ένα σύνολο λειτουργιών που εκτελούνται. Μπορεί να παρέχει τη μετάδοση της ομιλίας και άλλων τύπων πληροφοριών. Για τη μετάδοση φωνής, με τη σειρά του, μπορεί να εφαρμοστεί η συνήθης αμφίδρομη και πολυμερής τηλεφωνική επικοινωνία (διάσκεψη - με τη συμμετοχή περισσότερων από δύο συνδρομητών σε μια συνομιλία ταυτόχρονα), το φωνητικό ταχυδρομείο. Κατά την οργάνωση μιας κανονικής τηλεφωνικής συνομιλίας, είναι δυνατές οι λειτουργίες αυτόματης επανάκλησης, αναμονής κλήσης, προώθησης κλήσεων (υπό όρους ή χωρίς όρους) κ.λπ.

Οι σύγχρονες τεχνολογίες καθιστούν δυνατή την παροχή στους συνδρομητές SSRS υψηλής ποιότητας φωνητικών μηνυμάτων, αξιοπιστίας και εμπιστευτικότητας της επικοινωνίας, σμίκρυνσης των ραδιοτηλεφώνων και προστασίας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση.

Δίκτυα δρομολόγησης

Τα δίκτυα διακλάδωσης είναι κάπως παρόμοια με τα κυψελωτά δίκτυα: είναι επίσης δίκτυα επίγειων ραδιοτηλεφωνικών κινητών επικοινωνιών που παρέχουν κινητικότητα συνδρομητών σε μια αρκετά μεγάλη περιοχή εξυπηρέτησης. Η κύρια διαφορά είναι ότι τα STS είναι απλούστερα ως προς τις αρχές κατασκευής και παρέχουν στους συνδρομητές μικρότερο σύνολο υπηρεσιών, αλλά λόγω αυτού είναι φθηνότερα από τα κινητά. Τα STS έχουν πολύ χαμηλότερη χωρητικότητα από τα κυψελωτά και βασικά επικεντρώνονται στις τμηματικές (εταιρικές) κινητές επικοινωνίες. Η κύρια χρήση του STS είναι η εταιρική (υπηρεσία, τμηματική) επικοινωνία, για παράδειγμα, επιχειρησιακές επικοινωνίεςπυροσβεστική υπηρεσία με τον αριθμό των εξόδων (καναλιών) "προς την πόλη" είναι πολύ μικρότερος από τον αριθμό των συνδρομητών του συστήματος. Οι κύριες απαιτήσεις για το STS είναι: παροχή επικοινωνίας σε μια δεδομένη περιοχή εξυπηρέτησης, ανεξάρτητα από την τοποθεσία των συνδρομητών κινητής τηλεφωνίας. τη δυνατότητα αλληλεπίδρασης μεταξύ μεμονωμένων ομάδων συνδρομητών και την οργάνωση κυκλικής επικοινωνίας· αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της επικοινωνίας, μεταξύ άλλων σε διάφορα επίπεδα· παροχή επικοινωνίας μέσω κέντρων ελέγχου· δυνατότητα δημιουργίας κατά προτεραιότητα διαύλων επικοινωνίας· χαμηλό ενεργειακό κόστος του κινητού σταθμού· εμπιστευτικότητα των συνομιλιών.

Ονομα κορυφαία επικοινωνίαπροέρχεται από τον αγγλικό κορμό (trunk) και αντικατοπτρίζει το γεγονός ότι ο κορμός επικοινωνίας σε ένα τέτοιο σύστημα περιέχει πολλά φυσικά κανάλια (συνήθως συχνότητας), καθένα από τα οποία μπορεί να παρασχεθεί σε οποιονδήποτε από τους συνδρομητές του συστήματος. Αυτό το χαρακτηριστικό ξεχωρίζει το STS από τα αμφίδρομα συστήματα ραδιοεπικοινωνίας που προηγήθηκαν, στα οποία κάθε συνδρομητής είχε την ευκαιρία να έχει πρόσβαση μόνο σε ένα κανάλι, αλλά το τελευταίο έπρεπε να εξυπηρετήσει έναν αριθμό συνδρομητών με τη σειρά του. Το STS σε σύγκριση με τέτοια συστήματα έχει σημαντικά υψηλότερη χωρητικότητα (εύρος ζώνης) με τους ίδιους δείκτες ποιότητας υπηρεσιών.

Δίκτυα τηλεειδοποίησης

Τα δίκτυα τηλεειδοποίησης (PRP) ή τα δίκτυα τηλεειδοποίησης (σελιδοποίηση - κλήση) είναι δίκτυα μονής κατεύθυνσης κινητές επικοινωνίες, τα οποία διασφαλίζουν τη μετάδοση σύντομων μηνυμάτων από το κέντρο του συστήματος (από το τερματικό τηλεειδοποίησης) σε μικροσκοπικούς δέκτες συνδρομητών (pagers).

Τα δίκτυα τηλεειδοποίησης παρέχουν έναν βολικό και σχετικά φθηνό τύπο κινητής επικοινωνίας, αλλά με σημαντικούς περιορισμούς: η επικοινωνία είναι μονόδρομη, όχι σε πραγματικό χρόνο και μόνο με τη μορφή σύντομων μηνυμάτων. Τα SRL έχουν γίνει αρκετά διαδεδομένα στον κόσμο - γενικά, της ίδιας τάξης με τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, αν και η επικράτηση τους σε διαφορετικές χώρεςδιαφέρει σημαντικά.

Κινητά δορυφορικά δίκτυα

Μαζί με το ήδη διαθέσιμο στο κοινό SPS (προσωπική ραδιοφωνική κλήση και κυψελοειδές), τα δίκτυα δορυφορικών επικοινωνιών αναπτύσσονται όλο και πιο ενεργά. Οι ακόλουθοι τομείς εφαρμογής των κινητών δορυφορικών επικοινωνιών είναι σχετικοί:

Επέκταση δικτύων κινητής τηλεφωνίας;

Η χρήση δορυφορικών επικοινωνιών σε περιοχές όπου η ανάπτυξη SPS δεν είναι πρακτική, για παράδειγμα, λόγω χαμηλής πυκνότητας πληθυσμού.

Η χρήση δορυφορικών επικοινωνιών εκτός από τις υπάρχουσες κυψελοειδείς, για παράδειγμα, για την παροχή περιαγωγής σε περίπτωση ασυμβατότητας προτύπων ή σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης·

Σταθερή ασύρματη επικοινωνία σε περιοχές με χαμηλή πυκνότητα πληθυσμού απουσία SPS και ενσύρματης επικοινωνίας.

Κατά τη μετάδοση πληροφοριών σε παγκόσμια κλίμακα (υδάτινες περιοχές του Παγκόσμιου Ωκεανού, σημεία διαλειμμάτων σε επίγειες υποδομές κ.λπ.).

Ειδικότερα, όταν ο συνδρομητής απομακρύνεται από την περιοχή εξυπηρέτησης των τοπικών κυψελοειδών δικτύων δορυφορική σύνδεσηπαίζει βασικό ρόλο, αφού δεν έχει περιορισμούς στη σύνδεση ενός συνδρομητή σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Σε πολλές περιοχές του κόσμου, η ζήτηση για κινητές υπηρεσίες μπορεί να καλυφθεί αποτελεσματικά μόνο με τη βοήθεια δορυφορικών συστημάτων.

Δίκτυα οπτικών ινών

Μια γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL) είναι ένας τύπος συστήματος μετάδοσης στο οποίο οι πληροφορίες μεταδίδονται μέσω οπτικών διηλεκτρικών κυματοδηγών, γνωστών ως "οπτική ίνα". Ένα δίκτυο οπτικών ινών είναι ένα δίκτυο πληροφοριών, τα συνδετικά στοιχεία μεταξύ των κόμβων του οποίου είναι γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών. Οι τεχνολογίες δικτύων οπτικών ινών, εκτός από τις οπτικές ίνες, καλύπτουν και ζητήματα που σχετίζονται με τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό μετάδοσης, την τυποποίησή του, τα πρωτόκολλα μετάδοσης, θέματα τοπολογίας δικτύου και γενικά θέματα δικτύωσης.

Πλεονεκτήματα FOCL:ευρύ εύρος ζώνης, χαμηλή εξασθένηση του φωτεινού σήματος στην ίνα, χαμηλό επίπεδο θορύβου, υψηλή ασυλία θορύβου, χαμηλό βάρος και όγκο, υψηλή ασφάλεια έναντι μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης, γαλβανική μόνωσηστοιχεία δικτύου, εκρήξεις και πυρασφάλεια, οικονομική αποδοτικότητα καλωδίων οπτικών ινών (FOC), μεγάλη διάρκεια ζωής, απομακρυσμένη παροχή ρεύματος.

Μειονεκτήματα του FOCL:το κόστος του εξοπλισμού διασύνδεσης (η τιμή των οπτικών πομπών και δεκτών είναι ακόμα αρκετά υψηλή), η εγκατάσταση και η συντήρηση των οπτικών γραμμών (το κόστος εγκατάστασης, δοκιμής και υποστήριξης γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών παραμένει επίσης υψηλό), η απαίτηση για ειδικές ίνες ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ.

Τα πλεονεκτήματα της χρήσης γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών είναι τόσο σημαντικά που, παρά τα αναφερόμενα μειονεκτήματα της οπτικής ίνας, οι περαιτέρω προοπτικές για την ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνίας οπτικών ινών στα δίκτυα πληροφοριών είναι κάτι παραπάνω από προφανείς.

Τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα αντιπροσωπεύουν τον πιο περίπλοκο εξοπλισμό στον κόσμο. Αρκεί να σκεφτεί κανείς το τηλεφωνικό δίκτυο, το οποίο περιλαμβάνει περισσότερα από 2 δισεκατομμύρια σταθερά και κινητά τηλέφωνα με καθολική πρόσβαση. Όταν ένα από αυτά τα τηλέφωνα πραγματοποιεί μια κλήση, το τηλεφωνικό δίκτυο μπορεί να συνδεθεί με οποιοδήποτε άλλο τηλέφωνο στον κόσμο. Επιπλέον, πολλά άλλα δίκτυα είναι συνδεδεμένα στο τηλεφωνικό δίκτυο. Αυτό υποδηλώνει ότι η πολυπλοκότητα του παγκόσμιου τηλεπικοινωνιακού δικτύου υπερβαίνει την πολυπλοκότητα οποιουδήποτε άλλου συστήματος στον κόσμο.

Οι τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη της παγκόσμιας κοινότητας. Εάν γνωρίζουμε την τηλεφωνική πυκνότητα της χώρας, τότε μπορούμε να εκτιμήσουμε το επίπεδο τεχνικής και οικονομικής ανάπτυξής της. Στις υπανάπτυκτες χώρες, η πυκνότητα των σταθερών (σταθερών) τηλεφώνων δεν υπερβαίνει τα 10 τηλέφωνα ανά 1.000 κατοίκους. σε ανεπτυγμένες χώρες, όπως η Βόρεια Αμερική και η Ευρώπη, είναι περίπου 500 - 600 τηλέφωνα ανά 1000 κατοίκους. Οικονομική και πολιτιστική ανάπτυξηΟι αναπτυσσόμενες χώρες εξαρτώνται (εκτός από πολλούς άλλους παράγοντες) από τη διαθεσιμότητα αποτελεσματικών τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών. Το τοπικό δίκτυο (LAN) στο οποίο είναι συνδεδεμένος ο υπολογιστής μας είναι συνδεδεμένο με το LAN άλλων τοποθεσιών που βρίσκονται σε όλο το πανεπιστήμιό μας. Αυτό είναι απαραίτητο για την αποτελεσματική συνεργασία διαφόρων τμημάτων. Επικοινωνούμε καθημερινά με άτομα σε άλλους οργανισμούς μέσω e-mail, τηλεφώνων, φαξ και κινητών τηλεφώνων. Συμβαίνει σε κλίμακα οργανισμών, σε κλίμακα χώρας και σε διεθνή κλίμακα.

Παίζουν οι τηλεπικοινωνίες σημαντικό ρόλο σε πολλούς τομείς της καθημερινής ζωής. Καθένας από εμάς καθημερινά χρησιμοποιεί όχι μόνο υπηρεσίες τηλεπικοινωνιών, αλλά και υπηρεσίες που βασίζονται στις τηλεπικοινωνίες. Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα υπηρεσιών που εξαρτώνται από τις τηλεπικοινωνίες: τραπεζικές υπηρεσίες, αυτοματοποιημένα ταμεία, ηλεκτρονικό εμπόριο. αεροπορία, σιδηρόδρομος, έκδοση εισιτηρίων. πωλήσεις, χονδρική και επεξεργασία παραγγελιών. πληρωμές με πιστωτική κάρτα σε καταστήματα. παραγγελία δωματίων ξενοδοχείου από ταξιδιωτικά γραφεία· προμήθεια υλικών από τη βιομηχανία· κυβερνητικές λειτουργίες.

Ερωτήσεις τεστ:

1. Η έννοια του δικτύου. Καταγράψτε τις δυνατότητες του δικτύου.

2. Ποια χρονιά εμφανίστηκε το πρώτο δίκτυο, πώς ονομαζόταν και πού;

3. Ονομάστε τα κύρια στοιχεία του δικτύου.

4. Καταγράψτε τους δείκτες των δικτύων υπολογιστών.

5. Περιγράψτε τα επίπεδα του μοντέλου αναφοράς της αλληλεπίδρασης ανοιχτών συστημάτων.

6. Ορίστε τις έννοιες «πρωτόκολλο», «διεπαφή», «διαφάνεια», «λειτουργικό σύστημα δικτύου».

7. Ποια στοιχεία περιλαμβάνει η τεχνική υποστήριξη δικτύων υπολογιστών; Περιέγραψε τους.

8. Ονομάστε τους τύπους δικτύων.

9. Δώστε την ταξινόμηση των δικτύων.

10. Περιγράψτε τα οφέλη των τοπικών δικτύων.

11. Περιγράψτε τα κύρια στοιχεία υλικού του LAN.

12. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των μοντέλων "αρχείο-διακομιστής" και "πελάτης-διακομιστής";

13. Περιγράψτε τα καλώδια που χρησιμοποιούνται στα περισσότερα δίκτυα.

14. Ποιες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση κωδικοποιημένων σημάτων μέσω του καλωδίου;

15. Τι είναι ο πομποδέκτης; Σε τι χρησιμεύει;

16. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα είδη των ασύρματων δικτύων.

17. Περιγράψτε μεθόδους πρόσβασης LAN

18. Δώστε την έννοια του τηλεπικοινωνιακού συστήματος.

19. Να αναφέρετε τα είδη των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.

20. Περιγράψτε τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας.

Θέμα 9. Διαδίκτυο

Μέρος 1

ΔΙΚΤΥΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ

Κεφάλαιο 1 ______

ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΡΟΜΗΘΕΙΕΣ

Κατάλογος συντομογραφιών

GII (GII)	-	παγκόσμια υποδομή πληροφοριών
μνήμη	-	Συσκευή μνήμης
LS	-	γραμμή επικοινωνίας
ΕΠΙ	-	λογισμικό
TS	-	τηλεπικοινωνιακό δίκτυο
PSTN (PSTN)	-	δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο
CHNN	-	πολυάσχολη ώρα
ΑΤΜ	-	μέθοδος ασύγχρονης παράδοσης
B-ISDN	-	ψηφιακό δίκτυο ολοκληρωμένων ευρυζωνικών υπηρεσιών
FR	-	τεχνολογία frame relay
IDN	-	ολοκληρωμένο ψηφιακό δίκτυο
ΣΕ	-	ευφυές δίκτυο επικοινωνίας
IP	-	πρωτόκολλο διαδικτύου
N-ISDN	-	ψηφιακό δίκτυο ολοκληρωμένων υπηρεσιών στενής ζώνης
PLMN	-	κυψελοειδές δίκτυο επικοινωνίας με κινητά αντικείμενα

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Δύο χαρακτηριστικά είναι εγγενή στη σύγχρονη ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνίας: η ψηφιακή μορφή αναπαράστασης όλων των σημάτων - ανεξάρτητα από το είδος των πληροφοριών που αντιπροσωπεύονται από αυτά τα σήματα - ομιλία, κείμενο, δεδομένα ή εικόνα. ολοκλήρωση υπηρεσιών, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως μόνο με τη μετάβαση των επικοινωνιών στην ψηφιακή τεχνολογία. Υπάρχει μια ενοποίηση συστημάτων μετάδοσης και μεταγωγής πληροφοριών, τα καθήκοντα των τερματικών συσκευών και των δικτύων επικοινωνίας αναδιανέμονται με νέο τρόπο. Δημιουργούνται πολυλειτουργικές τερματικές συσκευές που διαφέρουν από τις τηλεφωνικές και τηλεγραφικές συσκευές, τερματικές συσκευές για οπτική απεικόνιση δεδομένων, κατάλληλες για περισσότερους από έναν τύπους πληροφοριών. Και τέλος, το δίκτυο επικοινωνίας επιτρέπει τη μετάδοση φωνής, πληροφοριών κειμένου, δεδομένων και εικόνων μέσω της ίδιας σύνδεσης: ο χρήστης θα έχει πρόσβαση σε αυτό το δίκτυο, ανεξάρτητα από τον τύπο της υπηρεσίας, μέσω του «βύσματος επικοινωνίας».

Με τη βοήθεια αυτών των «επαναστατικών» μέσων αυξήθηκε σημαντικά η παραγωγικότητα και η οικονομική αποδοτικότητα της εργασίας τόσο ολόκληρων οργανισμών όσο και ατόμων. Το συμπέρασμα υποδηλώνει ότι η ενοποίηση των προσπαθειών τριών βιομηχανιών - της βιομηχανίας υπολογιστών ( Τεχνολογίες πληροφορικής), καταναλωτικά ραδιοηλεκτρονικά είδη (βιομηχανία ψυχαγωγίας) και τηλεπικοινωνίες - έφεραν πιο κοντά την επίτευξη του κύριου στόχου - τη δημιουργία μιας παγκόσμιας υποδομής πληροφοριών (GII, GII).

Ο απώτερος στόχος του GII είναι να διασφαλίσει ότι κάθε καταναλωτής έχει πρόσβαση στην κοινότητα των πληροφοριών.

Υπάρχουν ορισμένα θεμελιώδη χαρακτηριστικά που πρέπει να έχει ένα GII προκειμένου να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των καταναλωτών πληροφοριών. Αυτά τα χαρακτηριστικά ονομάζονται χαρακτηριστικά. Προτάθηκε

Για κάθε τύπο πληροφοριακών μηνυμάτων, χρησιμοποιείται παραδοσιακά μια συγκεκριμένη μέθοδος μετάδοσης στο δίκτυο, που χαρακτηρίζεται από την αρχή της μετατροπής ενός μηνύματος σε τηλεπικοινωνιακό σήμα και τον τύπο επικοινωνίας (μορφή επικοινωνίας). Έτσι, για τη μετάδοση ηχητικών πληροφοριών, η αποδεκτή μορφή επικοινωνίας είναι το τηλέφωνο, για τη μετάδοση στατικών εικόνων χρησιμοποιείται το φαξ, για κινούμενες εικόνες, η τηλεόραση. Τα δεδομένα αναφέρονται σε έναν τύπο κωδικοποιημένων μηνυμάτων, η μέθοδος μετάδοσης των οποίων βασίζεται στην αναπαράσταση κάθε στοιχείου πληροφοριών (γράμμα, χαρακτήρας, ψηφίο) με τη μορφή συνδυασμού κωδικών που μεταδίδεται με τη μορφή σήματος μέσω του δικτύου. Για τα κωδικοποιημένα μηνύματα χρησιμοποιείται η τηλεγραφική μέθοδος μετάδοσης πληροφοριών και μετάδοσης δεδομένων. Πρόσφατα, οι λεγόμενες "πολυμέσα" μορφές επικοινωνίας - πολυμέσα (μετάφραση από τα αγγλικά. γαλακτώδης- πολλά απο, μεσο ΜΑΖΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ- μέσο) για την ταυτόχρονη μετάδοση ήχου, εικόνας και δεδομένων.

Ανάλογα με τη μορφή επικοινωνίας, τα τηλεπικοινωνιακά συστήματα μπορούν να χωριστούν σε συστήματα τηλεφωνικής επικοινωνίας, επικοινωνίας φαξ, τηλεοπτικής μετάδοσης, τηλεγραφικής επικοινωνίας, μετάδοσης δεδομένων κ.λπ. ανάλογα με το μέσο μετάδοσης σήματος (χαλκός, αιθέρας, οπτική ίνα) - σε συστήματα τηλεπικοινωνιών και οπτικών επικοινωνιών, καθώς και ενσύρματη επικοινωνία με χρήση μέσων καθοδήγησης (χαλκός και οπτικά καλώδια) και ασύρματη επικοινωνία, όπου ο αιθέρας χρησιμοποιείται για μετάδοση σήματος. Είναι απαραίτητο να τονίσουμε τι ενώνει όλα αυτά τα συστήματα στη γενική έννοια ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος:

1. Ο γενικός σκοπός όλων των συστημάτων επικοινωνίας είναι η παροχή υπηρεσιών στους χρήστες.

2. Όλα τα συστήματα επικοινωνίας ανήκουν στον τύπο των κατανεμημένων συστημάτων, το κύριο συστατικό του οποίου είναι ένα τηλεπικοινωνιακό δίκτυο που σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε γενικές αρχέςδομική βελτιστοποίηση τέτοιων συστημάτων.

3. Τα συστήματα επικοινωνίας, όπως κάθε περίπλοκο σύστημα, δεν μπορούν να θεωρηθούν απομονωμένα από το εξωτερικό περιβάλλον. Υπό εξωτερικό περιβάλλονκατανοήσουν το σύνολο των στοιχείων οποιασδήποτε φύσης που υπάρχουν εκτός του συστήματος και έχουν ορισμένες επιπτώσεις σε αυτό. Σε σχέση με οποιοδήποτε σύστημα επικοινωνίας, τέτοια στοιχεία περιλαμβάνουν χρήστες που καθορίζουν τις απαιτήσεις για τον όγκο των υπηρεσιών που καταναλώνονται, τον κατάλογο, την ποιότητά τους και, ως εκ τούτου, επηρεάζουν το σύστημα επικοινωνίας.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η ίδια η έννοια του «συστήματος» είναι αφηρημένη σε σχέση με το πραγματικό αντικείμενο που συνδέεται με αυτό και μπορεί να ερμηνευτεί ως μοντέλο του αντικειμένου. Το μοντέλο σάς επιτρέπει να αντικατοπτρίζετε τα πιο σημαντικά στοιχεία του αντικειμένου και να παραλείπετε τις λεπτομέρειες που είναι ασήμαντες από την άποψη του σκοπού της εξέτασης του. Από αυτή την άποψη, το ίδιο αντικείμενο μπορεί να χαρακτηριστεί διαφορετικά από διαφορετικά συστήματα, ανάλογα με τις πτυχές της θεώρησής του.

Όταν εξετάζουμε μοντέλα των περισσότερων τηλεπικοινωνιακών δικτύων και συστημάτων, οι έννοιες του πρωτοκόλλου και της διεπαφής χρησιμοποιούνται ευρέως. Ένα πρωτόκολλο είναι ένα σύνολο κανόνων και μορφών που καθορίζουν την αλληλεπίδραση αντικειμένων των ίδιων επιπέδων δικτύου, για παράδειγμα, "άνθρωπος - άνθρωπος", "τερματικό - τερματικό", "υπολογιστής - υπολογιστής", "διαδικασία - διαδικασία", δηλαδή πρωτόκολλα που περιγράφουν τη σειρά αλληλεπίδρασης μεταξύ χρηστών, τερματικών, κόμβων δικτύου ή μεμονωμένων δικτύων. Σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να χρησιμοποιείται η ίδια γλώσσα, οι ίδιοι συντακτικοί κανόνες και οι ίδιες μορφές πληροφοριών. Η δομή στρώματος του μοντέλου επιτρέπει την ανεξάρτητη ανάπτυξη πρωτοκόλλων. Κάθε επίπεδο του μοντέλου μπορεί να έχει πολλαπλά πρωτόκολλα. Η αλληλεπίδραση γειτονικών επιπέδων παρέχεται από διεπαφές. Η διεπαφή είναι ένα σύνολο εργαλείων υλικού και λογισμικού που χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση συσκευών, συστημάτων ή προγραμμάτων. Το σύνολο των μέσων αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο γειτονικών επιπέδων (interlevel interface) περιέχει τους κανόνες λογικής και ηλεκτρικής αντιστοίχισης, καθώς και μια λεπτομερή περιγραφή των μορφών μηνυμάτων.

Τα δίκτυα πληροφοριών έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν στους χρήστες υπηρεσίες που σχετίζονται με την ανταλλαγή πληροφοριών, την κατανάλωση, την επεξεργασία, την αποθήκευση και τη συσσώρευσή τους. Ένας καταναλωτής πληροφοριών που έχει αποκτήσει πρόσβαση σε ένα δίκτυο πληροφοριών γίνεται χρήστης. Οι χρήστες μπορούν να είναι τόσο ιδιώτες όσο και νομικά πρόσωπα(εταιρείες, οργανισμοί, επιχειρήσεις). Η χρήση του δικτύου παρέχει τη δυνατότητα λήψης πληροφοριών όταν χρειάζεται. Ως δίκτυο πληροφοριών νοείται ένα σύνολο γεωγραφικά διασκορπισμένων τελικών συστημάτων που συνδυάζονται σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών και παρέχουν πρόσβαση σε οποιοδήποτε από αυτά τα συστήματα σε όλους τους πόρους του δικτύου και τη συλλογική τους χρήση. Συνιστάται η διαίρεση των τηλεπικοινωνιακών δικτύων ανάλογα με τον τύπο των επικοινωνιών (τηλεπικοινωνιακά δίκτυα, οπτικές επικοινωνίες, τηλεφωνικές επικοινωνίες, μετάδοση δεδομένων, σιδηροδρομικές ή αεροπορικές επικοινωνίες κ.λπ.).

Τα τελικά συστήματα του δικτύου πληροφοριών μπορούν να ταξινομηθούν ως: - - τερματικό (τερματικό σύστημα),παροχή πρόσβασης στο δίκτυο και στους πόρους του·

εργάτες (διακομιστής, σύστημα κεντρικού υπολογιστή),αντιπροσώπευση πληροφοριών και υπολογιστικών πόρων·

Διοικητικός (σύστημα διαχείρησης),υλοποίηση της διαχείρισης του δικτύου και των επιμέρους τμημάτων του.

Οι πόροι του δικτύου πληροφοριών χωρίζονται σε πληροφορίες, επεξεργασία και αποθήκευση δεδομένων, λογισμικό και επικοινωνία.

Πηγές πληροφοριών - πρόκειται για πληροφορίες και γνώσεις που συσσωρεύονται σε όλους τους τομείς της επιστήμης, του πολιτισμού και της κοινωνίας, καθώς και προϊόντα της βιομηχανίας ψυχαγωγίας. Όλα αυτά είναι ένα σύστημα

σε βάσεις δεδομένων δικτύου με τις οποίες αλληλεπιδρούν οι χρήστες του δικτύου. Αυτοί οι πόροι καθορίζουν την καταναλωτική αξία του δικτύου πληροφοριών και πρέπει όχι μόνο να δημιουργούνται και να επεκτείνονται συνεχώς, αλλά και να ενημερώνουν εγκαίρως τα απαρχαιωμένα δεδομένα.

Πόροι επεξεργασίας και αποθήκευσηςΤα δεδομένα καθορίζονται από την απόδοση του επεξεργαστή υπολογιστές δικτύουκαι την ποσότητα των συσκευών αποθήκευσης τους (αποθήκευση), καθώς και το χρόνο κατά τον οποίο χρησιμοποιούνται.

Πόροι του προγράμματοςείναι λογισμικό (λογισμικό) που εμπλέκεται στην παροχή υπηρεσιών στους χρήστες, καθώς και προγράμματα συναφών λειτουργιών. Τα τελευταία περιλαμβάνουν: έκδοση τιμολογίων, λογιστική πληρωμής για υπηρεσίες, πλοήγηση (παροχή αναζήτησης πληροφοριών στο δίκτυο), ηλεκτρονική εξυπηρέτηση δικτύου γραμματοκιβώτια, οργάνωση γέφυρας για τηλεδιάσκεψη, μετατροπή των μορφών των μεταδιδόμενων μηνυμάτων, κρυπτογραφική προστασία πληροφοριών (κωδικοποίηση και κρυπτογράφηση), έλεγχος ταυτότητας ( Ηλεκτρονική Υπογραφήέγγραφα που πιστοποιούν τη γνησιότητά τους).

Πόροι Επικοινωνίαςσυμμετέχουν στη μεταφορά πληροφοριών και στην ανακατανομή των ροών στον κόμβο μεταγωγής. Αυτές περιλαμβάνουν τις δυνατότητες των γραμμών επικοινωνίας, τις δυνατότητες μεταγωγής των κόμβων, καθώς και τον χρόνο που καταλαμβάνουν όταν ένας χρήστης αλληλεπιδρά με το δίκτυο. Οι πόροι επικοινωνίας ταξινομούνται ανάλογα με τον τύπο TS: δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο μεταγωγής, δίκτυο δεδομένων μεταγωγής πακέτων, δίκτυο κινητής επικοινωνίας, δίκτυα τηλεοπτικών και ραδιοφωνικών εκπομπών, ψηφιακό δίκτυο ολοκληρωμένης υπηρεσίας κ.λπ.

Τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα συνήθως αξιολογούνται από έναν αριθμό δεικτών που αντικατοπτρίζουν τη δυνατότητα της αποτελεσματικότητας της μεταφοράς πληροφοριών. Η δυνατότητα μεταφοράς πληροφοριών στο TS σχετίζεται με τον βαθμό λειτουργικότητάς του, δηλαδή την απόδοση των καθορισμένων λειτουργιών στον προβλεπόμενο όγκο στο απαιτούμενο επίπεδο ποιότητας κατά τη διάρκεια συγκεκριμένη περίοδοςλειτουργία του δικτύου ή σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή. -> η υγεία του δικτύου επικοινωνίας καθορίζεται από τις έννοιες της αξιοπιστίας και της επιβίωσης. Η διαφορά μεταξύ αυτών των εννοιών οφείλεται στις αιτίες και τους παράγοντες που διαταράσσουν την κανονική λειτουργία του δικτύου και στη φύση των παραβιάσεων.

ΑξιοπιστίαΈνα δίκτυο επικοινωνίας χαρακτηρίζει την ικανότητά του να παρέχει επικοινωνία, διατηρώντας έγκαιρα τις τιμές των «καθιερωμένων δεικτών ποιότητας σε δεδομένες συνθήκες λειτουργίας. Αντικατοπτρίζει την ικανότητα διατήρησης της λειτουργικότητας ενός δικτύου επικοινωνίας υπό την επίδραση, κυρίως, εσωτερικών παραγόντων - τυχαίες αστοχίες τεχνικών μέσων που προκαλούνται από διαδικασίες γήρανσης, ελαττώματα στην τεχνολογία κατασκευής ή λάθη του προσωπικού συντήρησης.

ΖωτικότηταΈνα δίκτυο επικοινωνίας χαρακτηρίζει την ικανότητά του να διατηρεί πλήρη ή μερική λειτουργικότητα όταν εκτίθεται σε αιτίες που είναι εκτός δικτύου και οδηγούν σε καταστροφή ή σημαντική βλάβη σε ορισμένα από τα στοιχεία του (σημεία και γραμμές επικοινωνίας). Παρόμοιοι λόγοιμπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: αυθόρμητοςκαι σκόπιμος.Οι φυσικοί παράγοντες περιλαμβάνουν

όπως σεισμός, κατολισθήσεις, πλημμύρες ποταμών κ.λπ., και εσκεμμένες - πυρηνικές επιθέσεις πυραύλων, δολιοφθορές κ.λπ.

Κατά την ανάλυση της απόδοσης ενός οχήματος, οι έννοιες μιας κλήσης και ενός μηνύματος είναι πολύ σημαντικές. Μια κλήση είναι ένα αίτημα για σύνδεση μεταξύ δύο χρηστών δικτύου για την αποστολή ενός μηνύματος. Μήνυμα- ο σχηματισμός χρήστη που μετατρέπεται σε τηλεπικοινωνιακά σήματα. Δεδομένης της διαφοράς μεταξύ κλήσης και μηνύματος, μπορούμε να πούμε ότι η ροή κλήσης εισέρχεται στον κόμβο δικτύου ή σε κάποιο τμήμα του και η ροή μηνυμάτων κυκλοφορεί στα δίκτυα επικοινωνίας για να μεταφέρει πληροφορίες στον χρήστη. Η ανάγκη παράδοσης μηνυμάτων από ένα σημείο του δικτύου σε άλλο μπορεί να εκφραστεί με τη βαρύτητα μεταξύ αυτών των σημείων. Η βαρύτητα >χαρακτηρίζει την εκτίμηση της ανάγκης για διάφοροι τύποιεπικοινωνία μεταξύ δύο σημείων του δικτύου και καθορίζεται από τον όγκο των μηνυμάτων που πρέπει να παραδοθούν για μια ορισμένη χρονική περίοδο από το ένα σημείο στο άλλο. Από τη βαρύτητα, που εκφράζεται από τον όγκο των μηνυμάτων ή την ποσότητα των πληροφοριών, μπορείτε να μεταβείτε * βαρύτητα, που εκφράζεται από το χρόνο κατάληψης της γραμμής επικοινωνίας (LS) και από αυτήν - στον αριθμό των απαιτούμενων 1C. Η βαρύτητα, που καθορίζεται από την ποσότητα των πληροφοριών, είναι βολική για ένα δίκτυο μετάδοσης δεδομένων και καθορίζεται από τον αριθμό των κατειλημμένων καναλιών, είναι βολική για ένα τηλεφωνικό δίκτυο και διάφορους τύπους δικτύων μετάδοσης. Ο χρόνος κατάληψης του καναλιού παλεύεται με ωριαίες καταλήψεις για ένα χρόνο, μια μέρα ή μια ώρα. Η βαρύτητα εξαρτάται από το είδος των πληροφοριών, τη γεωγραφική θέση των χρηστών, τα χαρακτηριστικά τους, τις οικονομικές, πολιτιστικές και άλλες σχέσεις. Είναι αδύνατο να προσδιοριστεί με σαφήνεια η βαρύτητα, καθώς επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, επομένως, η ακρίβεια των εκτιμήσεων της βαρύτητας είναι συνήθως χαμηλή.

Ποσότητα πληροφοριών, που μεταδίδεται μεταξύ δύο σημείων για ορισμένο χρονικό διάστημα, καθορίζεται από το άθροισμα των τόμων όλων των μηνυμάτων (συμπεριλαμβανομένων των επαναλαμβανόμενων) ή από το γινόμενο του αριθμού των μεταδιδόμενων μηνυμάτων - και τον μέσο όγκο ενός μηνύματος. Ο χρόνος κατάληψης γραμμών ή συσκευών, εκφρασμένος σε ωριαία επαγγέλματα, Με"-καθορίζει το φορτίο σε αυτές τις γραμμές ή συσκευές ως το γινόμενο του συνολικού αριθμού των κλήσεων που λαμβάνονται * r μέση διάρκεια των τάξεων . Ένταση φορτίου- αυτός είναι ο αριθμός των ωρών απασχόλησης για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο, για παράδειγμα, η ώρα με τη μεγαλύτερη κίνηση (PEH) είναι ένα διάστημα 60 λεπτών του χρόνου κατά το οποίο το φορτίο στο δίκτυο είναι μεγαλύτερο από οποιαδήποτε άλλη παρόμοια περίοδο. Συνήθως, χρησιμοποιείται η έννοια της έντασης φορτίου, αν και για λόγους απλότητας συχνά ονομάζεται φορτίο. Η αδιάστατη μονάδα της έντασης του φορτίου ονομάζεται erlang. Ένα erlang είναι η ένταση του φορτίου sinogoσυσκευή κατειλημμένη συνεχώς για μία ώρα.

Στην περίπτωση που το δίκτυο δεν μπορεί να εξυπηρετήσει το εισερχόμενο φορτίο, είναι λογικό να μιλάμε για το ποσό του φορτίου που έχει πραγματοποιηθεί στο δίκτυο. Η τιμή του πραγματοποιηθέντος φορτίου καθορίζεται από την απόδοση του δικτύου επικοινωνίας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η απόδοση ποσοτικοποιείται. Για παράδειγμα, από την τιμή της μέγιστης ροής πληροφοριών που μπορεί να παραλειφθεί μεταξύ ενός συγκεκριμένου ζεύγους σημείων. Έτσι, προσδιορίζεται το εύρος ζώνης του τμήματος δικτύου, το οποίο είναι το σημείο συμφόρησης κατά τη διαίρεση του δικτύου μεταξύ της πηγής και του παραλήπτη σε δύο μέρη.

Η ροή των μηνυμάτων μεταξύ δύο σημείων είναι η αλληλουχία των μηνυμάτων που μεταδίδονται από το ένα σημείο στο άλλο. Εκτός από χρήσιμες πληροφορίες, μηνύματα ελέγχου και σηματοδότησης που δεν έχουν καμία αξία για τον χρήστη μεταδίδονται στο δίκτυο. Φορτώνουν σημαντικά τα δίκτυα επικοινωνίας (χωρίς να δίνουν χρήσιμο αποτέλεσμα) και επαναλαμβανόμενες κλήσειςπου προκύπτει σε περίπτωση αποτυχίας κατά την αρχική κλήση. Η ροή του μηνύματος χαρακτηρίζεται από τη σειρά των χρονικών σημείων άφιξης κάθε επόμενου μηνύματος. Είναι δυνατόν να εκφραστεί η ροή με όρους χρονικών διαστημάτων μεταξύ αυτών των στιγμών. Ο τύπος της ροής μηνυμάτων μπορεί επίσης να περιγραφεί από την κατανομή των διάρκειων των συσκευών που είναι απασχολημένες με κάθε εισερχόμενο μήνυμα. Όλες οι ροές που κυκλοφορούν στα δίκτυα επικοινωνίας χωρίζονται σε ντετερμινιστικές, τυχαίες και μικτές. Οι ροές ονομάζονται ντετερμινιστικές, οι στιγμές άφιξης και οι όγκοι των μηνυμάτων των οποίων είναι γνωστοί εκ των προτέρων. Τέτοιες ροές περιλαμβάνουν σχεδόν όλες τις ροές εκπομπής (τόσο ήχου όσο και τηλεόρασης), τακτικές μεταδόσεις διαφόρων αναφορών, κ.λπ. Για τυχαίες ροές, οι στιγμές άφιξης, οι όγκοι των μεμονωμένων μηνυμάτων και οι διευθύνσεις τους δεν είναι προκαθορισμένες και είναι τυχαίες μεταβλητές που περιγράφονται με πιθανολογικές κατανομές . Αυτές οι ροές περιλαμβάνουν ροές τηλεφωνικών μηνυμάτων. Ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες, οι τυχαίες ροές μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές, ωστόσο, για τις περισσότερες πρακτικές περιπτώσεις, είναι δυνατό να προσεγγιστούν (περιγράψουν) οι διάρκειες των διαστημάτων μεταξύ της άφιξης δύο γειτονικών μηνυμάτων χρησιμοποιώντας γνωστούς νόμους πιθανολογικής κατανομής, που καθιστούν δυνατή για να αποκτήσετε ένα μαθηματικό μοντέλο της ροής. Μια μικτή ροή έχει τόσο ντετερμινιστικές όσο και τυχαίες συνιστώσες.

1.2. ΣΥΝΟΡΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΚΑΙ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ

Προκειμένου να μάθουμε τις προοπτικές για την ανάπτυξη της Εθνικής Πληροφοριακής Υποδομής της Ουκρανίας (NII) στο πλαίσιο της Παγκόσμιας Πληροφοριακής Υποδομής, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πώς θα προχωρήσει αυτή η διαδικασία στον κόσμο, στις βιομηχανικές χώρες και στην Ουκρανία, ποιες νέες τεχνολογίες και υπηρεσίες πληροφοριών και επικοινωνιών θα προσφερθούν τα επόμενα χρόνια και δεκαετίες.

Η επανάσταση της πληροφορίας έχει γίνει η κινητήρια δύναμη της προόδου για ολόκληρη την κοινωνία. Είναι από καιρό γνωστό ότι οι επιστημονικές και τεχνολογικές επαναστάσεις (STR) άλλαξαν ριζικά τον τρόπο ζωής της ανθρωπότητας και την εμφάνιση του κόσμου στο σύνολό του. Το αποτέλεσμα της επιστημονικής και τεχνολογικής επανάστασης ήταν μια απότομη αύξηση του πληθυσμού, η οποία θα έπρεπε να αναμένεται στους επόμενους δύο αιώνες. Πολλοί επιστήμονες που εργάζονται στον τομέα των προβλέψεων πιστεύουν ότι τρεις επιστημονικές και τεχνολογικές επαναστάσεις πρέπει να συμβούν τον 21ο-22ο αιώνα: 1 - πληροφοριακή, 2 - βιοτεχνική, 3 - κβαντική.

Κάθε μία από αυτές τις επαναστάσεις θα οδηγήσει σε δραματικές αλλαγές στον κόσμο. Η επανάσταση της πληροφορίας θα δημιουργήσει την πληροφορική, η οποία θα γίνει η τεχνική βάση για το παγκόσμιο κοινωνία της Πληροφορίας. Η βιοτεχνική επανάσταση θα άρει το πρόβλημα της προσφοράς τροφίμων για τον πληθυσμό στον κόσμο και η κβαντική επανάσταση θα δημιουργήσει νέες αποδοτικές και ασφαλείς πηγές ενέργειας.

Η επανάσταση της πληροφορίας (τέλη 20ου - αρχές 21ου αιώνα) άλλαξε σημαντικά το πρόσωπο των επικοινωνιών της πληροφορίας. Οι κύριοι παράγοντες στην ανάπτυξη των πληροφοριακών επικοινωνιών του 21ου αιώνα είναι η οικονομία, οι τεχνολογίες και οι υπηρεσίες.

Οι τεχνολογίες και οι υπηρεσίες πληροφορικής είναι παράγωγα της οικονομίας. Με τη σειρά του, το επίπεδο ανάπτυξης τεχνολογιών και υπηρεσιών εξαρτάται από το επίπεδο της επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου και την εφαρμογή τους - από το επίπεδο της οικονομίας και, πρώτα απ 'όλα, από τη διαλυτική ζήτηση του πληθυσμού για ορισμένες υπηρεσίες πληροφορικής.

Υπάρχουν πέντε σημαντικά ορόσημα στην ιστορική εξέλιξη των δικτύων και των υπηρεσιών επικοινωνίας (Εικόνα 1.3). Κάθε ορόσημο έχει τη δική του λογική εξέλιξης, διασύνδεσης με προηγούμενα και επόμενα στάδια.

Επιπλέον, κάθε ορόσημο εξαρτάται από το επίπεδο οικονομικής ανάπτυξης και τα εθνικά χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου κράτους.

Πρώτο Σύνορο- κατασκευή δημόσιου τηλεφωνικού δικτύου (PSTN, PSTN - δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο μεταγωγής).Για πολύ καιρό, κάθε κράτος δημιούργησε το δικό του εθνικό αναλογικό δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο. Η τηλεφωνική επικοινωνία προτάθηκε στον πληθυσμό, τα ιδρύματα, τις επιχειρήσεις και συγκρίθηκε με ενιαία υπηρεσία- μετάδοση γλωσσικών μηνυμάτων. Στο μέλλον, η μετάδοση δεδομένων άρχισε να πραγματοποιείται μέσω τηλεφωνικών δικτύων χρησιμοποιώντας μόντεμ. Ωστόσο, ακόμη και σήμερα, το τηλέφωνο παραμένει η κύρια υπηρεσία επικοινωνίας, η οποία αποφέρει στους τηλεπικοινωνιακούς φορείς περισσότερο από το 80% των κερδών.

Δεύτερο Σύνορο- ψηφιοποίηση του τηλεφωνικού δικτύου. Για τη βελτίωση της ποιότητας των υπηρεσιών επικοινωνίας, την αύξηση του αριθμού τους, την αύξηση του επιπέδου αυτοματοποίησης του ελέγχου και του τεχνολογικού εξοπλισμού στις βιομηχανικές χώρες τη δεκαετία του 1970, πραγματοποιήθηκαν εργασίες για την ψηφιοποίηση των πρωτογενών και δευτερευόντων δικτύων επικοινωνίας. Δημιουργήθηκαν ολοκληρωμένα ψηφιακά δίκτυα IDN (Integral Digital Network),οι οποίες παρέχουν κυρίως τηλεφωνικές υπηρεσίες που βασίζονται σε ψηφιακά συστήματα μεταγωγής και μετάδοσης. Μέχρι τώρα, σε πολλές χώρες, η ψηφιοποίηση τηλεφωνικά δίκτυαουσιαστικά τελείωσε.

Τρίτο Σύνορο- ενσωμάτωση υπηρεσιών. Η ψηφιοποίηση των δικτύων επικοινωνίας κατέστησε δυνατή όχι μόνο τη βελτίωση της ποιότητας των υπηρεσιών, αλλά και τη μετάβαση σε αύξηση του αριθμού τους μέσω της ολοκλήρωσης. Κάπως έτσι γεννήθηκε η ιδέα ενός ψηφιακού δικτύου στενής ζώνης με ενσωμάτωση υπηρεσιών N-ISDN (Στενοζωνικό Ολοκληρωμένο Ψηφιακό Δίκτυο Srsice).Στο χρήστη (συνδρομητής) αυτού του δικτύου παρέχεται βασική πρόσβαση (2B + D), μέσω της οποίας μεταδίδονται πληροφορίες μέσω τριών ψηφιακών καναλιών: δύο καναλιών ΣΤΟμε ρυθμό μετάδοσης 64 kbps και κανάλι D με ρυθμό 16 kbps. δύο κανάλια ΣΤΟχρησιμοποιείται για τη μετάδοση γλωσσικών μηνυμάτων και δεδομένων, κανάλι ου- για σηματοδότηση και για μετάδοση δεδομένων σε λειτουργία μεταγωγής πακέτων. Για έναν χρήστη με περισσότερες ανάγκες, μπορεί να παρέχεται κύρια πρόσβαση, η οποία περιέχει (30 B + D) κανάλια. Η έννοια του N-ISDN υπάρχει εδώ και περίπου 20 χρόνια, αλλά δεν έχει λάβει ευρεία διάδοση στον κόσμο για διάφορους λόγους. Πρώτον, ο εξοπλισμός N-ISDN είναι αρκετά ακριβός για να γίνει mainstream. Δεύτερον, ο χρήστης πληρώνει συνεχώς για τρία ψηφιακά κανάλια; Τρίτον, η λίστα των υπηρεσιών /U-/50L/ υπερβαίνει τις ανάγκες του μαζικού χρήστη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ενοποίηση υπηρεσιών αρχίζει να αντικαθίσταται από την έννοια του έξυπνου δικτύου.

Την ίδια περίοδο, δίκτυα με κινητά συστήματα PLMN ( δημόσιο δίκτυο κινητής γης) και τεχνολογίες υπηρεσιών δικτύου δεδομένων που βασίζονται σε μεταγωγή κυκλωμάτων και πακέτων: X.25, IP (Πρωτόκολλο Διαδικτύου) , GR (Ρελέ πλαισίου), 1R-τηλεφωνία, e-mail κ.λπ.

Τέταρτο Σύνορο- έξυπνο δίκτυο /N (Ευφυές Δίκτυο).Η ιστορία αυτού του δικτύου υπολογίζεται συνήθως από το 1980, όταν η εταιρεία Bell System (ΗΠΑ) πραγματοποίησε εργασίες για τη βελτίωση της υπηρεσίας που ονομάζεται "service-800". Η υπηρεσία αυτή προοριζόταν κυρίως για χρέωση υπεραστικών κλήσεων προς τον καλούντα συνδρομητή και έχει βρει ευρεία εφαρμογή στους τομείς των υπηρεσιών και του εμπορίου. Από το 1993, η IN αναπτύσσεται στο πλαίσιο της ιδέας TINA (Αρχιτεκτονική Δικτύωσης Τηλεπικοινωνιών Πληροφοριών)να διατηρήσει μια αρχιτεκτονική πελάτη-διακομιστή. Αυτό το δίκτυο έχει σχεδιαστεί για να παρέχει γρήγορες, αποτελεσματικές και οικονομικά αποδοτικές υπηρεσίες πληροφοριών στον μαζικό χρήστη. Η απαραίτητη υπηρεσία παρέχεται στον χρήστη όταν και τη στιγμή που τη χρειάζεται. Αντίστοιχα, υποχρεούται να πληρώσει για την παρεχόμενη υπηρεσία στο διάστημα αυτό. Έτσι, η ταχύτητα και η αποτελεσματικότητα της υπηρεσίας παρέχουν τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας, αφού εάν ο χρήστης χρησιμοποιήσει το κανάλι επικοινωνίας για πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα, αυτό θα του επιτρέψει να μειώσει το κόστος. Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ του ευφυούς δικτύου και των προηγούμενων δικτύων, δηλαδή η ευελιξία και η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας της παροχής υπηρεσιών.

Πέμπτο σύνορο- ευρυζωνικότητα B-ISND (ψηφιακό δίκτυο ολοκληρωμένων υπηρεσιών Droadband)πρωτοστάτησε στην ανάπτυξη μετά το 1980 υπηρεσιών πολυμέσων βασισμένων στην τεχνολογία ATM (- μεταγωγή πακέτων σταθερού μήκους (53 byte): αναζήτηση συνομιλίας, ενημέρωσης και διανομής. Οι υπηρεσίες διαλόγου παρέχουν υπηρεσίες μετάδοσης πληροφοριών (τηλεφωνική υπηρεσία, υπηρεσία ομιλίας, τηλεδιάσκεψη κ.λπ.). Υπηρεσίες ανάκτηση πληροφορίας(υπηρεσίες κατ' απαίτηση) δίνουν τη δυνατότητα στον χρήστη να λάβει πληροφορίες από διάφορες τράπεζες δεδομένων. Οι υπηρεσίες διανομής, με ή χωρίς έλεγχο από τον χρήστη για την παροχή πληροφοριών, μπορούν να στέλνουν πληροφορίες από μια κοινή πηγή σε απεριόριστο αριθμό συνδρομητών που έχουν δικαίωμα πρόσβασης (δεδομένα, κείμενο, κινούμενες και στατικές εικόνες, ήχος, γραφικά κ.λπ.) . Η πρακτική της επαγγελματικής επικοινωνίας αρχίζει να περιλαμβάνει όχι μόνο κλήσεις διάσκεψης, αλλά και τηλεδιάσκεψη, επιτρέποντάς σας να ανταλλάσσετε πληροφορίες χωρίς να χάνετε χρόνο και χρήμα στα ταξίδια.

Με τη σειρά του, η μείωση του κόστους του μεμονωμένου χρήστη για νέες υπηρεσίες θα πρέπει να αυξήσει τη ζήτηση για αυτές, δηλαδή να οδηγήσει σε αύξηση των κερδών των παρόχων υπηρεσιών. Αντίστοιχη αύξηση της ζήτησης για υπηρεσίες θα οδηγήσει σε αύξηση της προσφοράς απαραίτητο εξοπλισμό, που θα αυξήσει τα κέρδη των προμηθευτών εξοπλισμού. Έτσι, η ευελιξία παροχής υπηρεσιών με χρήση σύγχρονων τεχνολογιών συγκεντρώνει τα οικονομικά συμφέροντα τριών μερών: των χρηστών, των παρόχων υπηρεσιών και των προμηθευτών εξοπλισμού.

ερωτήσεις δοκιμής

1. Αναφέρετε τα χαρακτηριστικά της ανάπτυξης της τεχνολογίας επικοινωνίας στο παρόν στάδιο.

2. Τι είναι η επικοινωνιακή ολοκλήρωση;

3. Περιγράψτε τις πολυλειτουργικές τερματικές συσκευές.

4. Καθορισμός της Παγκόσμιας Πληροφοριακής Υποδομής.

5. Τι χρειάζεται για την υλοποίηση της ιδέας της Παγκόσμιας Πληροφοριακής Υποδομής;

6. Ποια χαρακτηριστικά (χαρακτηριστικά) πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τη δημιουργία ενός προτύπου Παγκόσμιας Υποδομής Πληροφοριών;

7. Εξηγήστε τις αρχές και τον σκοπό της Παγκόσμιας Πληροφοριακής Υποδομής.

8. Προσδιορίστε τα κύρια χαρακτηριστικά της Παγκόσμιας Πληροφοριακής Υποδομής.

9. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της κατασκευής ενός δικτύου πληροφοριών.

10. Εξηγήστε τη δομή του δικτύου πληροφοριών.

11. Περιγράψτε τους πόρους του δικτύου πληροφοριών.

12. Πώς χωρίζονται τα τηλεπικοινωνιακά συστήματα ανάλογα με το είδος της επικοινωνίας;

13. Ποιοι δείκτες ενός τηλεπικοινωνιακού δικτύου χαρακτηρίζουν την αποτελεσματικότητά του στη μεταφορά πληροφοριών;

14. Ορίστε τις έννοιες του πρωτοκόλλου και της διεπαφής στα δίκτυα πληροφοριών.

15. Ποια είναι η αξιοπιστία ενός δικτύου επικοινωνίας;

16. Εξηγήστε την έννοια της επιβίωσης της επικοινωνίας. αναφέρετε τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται.

17. Περιγράψτε το εύρος ζώνης του τηλεπικοινωνιακού δικτύου.

18. Τι είναι πρόκληση;

19. Τι σημαίνει σε ένα τηλεπικοινωνιακό δίκτυο η έννοια του μηνύματος;

20. Ποιες παράμετροι καθορίζουν την ποσότητα των πληροφοριών;

21. Ποιες είναι οι μονάδες μέτρησης του τηλεφωνικού φορτίου και της έντασής του.

22. Τι είναι η ροή μηνυμάτων; Δώσε ένα παράδειγμα.

23. Ποιες πληροφορίες ονομάζονται χρήσιμες; Ονομάστε άλλους τύπους.

24. Τι χαρακτηρίζει τη ροή των μηνυμάτων;

25. Ονομάστε και χαρακτηρίστε τις ροές που κυκλοφορούν στα δίκτυα επικοινωνίας.

26. Πώς λέγονται ροές πληροφοριών, εάν η στιγμή της λήψης και ο όγκος των μηνυμάτων είναι γνωστά εκ των προτέρων; Δώσε ένα παράδειγμα.

27. Τι σημαίνει η έννοια της «βαρύτητας» σε ένα δίκτυο επικοινωνίας;

28. Περιγράψτε το UNSSU, Research Institute of Ukraine, Global Information Infrastructure.

29. Εξηγήστε τα κύρια ορόσημα στην ανάπτυξη δικτύων και υπηρεσιών επικοινωνίας.

30. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά ενός ευρυζωνικού δικτύου B-ISDN;