
ПРИНЦИПЫ. В общем виде процесс обмена информацией в цифровых сетях выглядит следующим образом. Звуковая информация (голос) преобразуется в цифровой формат модулируется высокочастотным сигналом и передается в эфир по традиционным физическим законам. На приемной стороне происходит обратная процедура восстановления цифрового сигнала в первоначальный аналоговый вид (Рис. 1). Если исходная информация изначально цифровая (терминал данных, компьютер, сеть цифровой связи, Интернет и т.п.), то этап аналого-цифрового преобразования пропускается. Кроме непосредственно кодирования/декодирования сигнал подвергается ряду манипуляций, призванных предотвратить потери информации. Это так называемые процедуры коррекции ошибок. Процесс оцифровки и кодирования голоса осуществляется специальным устройством – вокодером. Именно от него зависит алгоритм кодирования. Разные системы цифровой связи используют различные алгоритмы и соответственно строятся на разных вокодерах.
Процесс аналогово-цифрового преобразования включает процедуру квантования – дискретизация непрерывной величины по времени, уровню или по обоим параметрам одновременно и кодирование. При квантовании непрерывная величина преобразуется в последовательность ее мгновенных значений, выделенных по определенному закону и в совокупности отображающих исходную величину. При кодировании выделенные в процессе квантования мгновенные значения исходной величины измеряются и результаты фиксируются в виде цифрового, в данном случае двоичного, кода. При попадании в приемник цифровой сигнал декодируется и, с помощью процедуры цифро-аналогового преобразования, восстанавливается исходный аналоговый сигнал.
Для передачи цифрового сигнала по радиоканалу необходимо преобразовать его в высокочастотный вид. Для этого, как и в аналоговых системах связи, служит процедура модуляции или, применительно к цифровым преобразованиям, манипуляция. Цифровой сигнал, представляющий поток двоичных символов 0 и 1 накладывается на несущую – аналоговый высокочастотный сигнал постоянной амплитуды и частоты и затем уже передается по эфиру. Наиболее часто применяют три метода манипуляции
При амплитудной манипуляции (ASK amplitude-shift keying), модулируемая волна изменяет амплитуду сигнала (например, с высокого уровня на низкий) в соответствии с двоичной информацией. При частотной манипуляции (FSK frequency-shift keying), поток битов представлен изменениями между двумя частотами. Прифазовой манипуляции (PSK phase-shift keying), амплитуда и частота остается постоянной, а поток битов представлен изменениями фазы модулированного сигнала.
Фундаментальным отличием аналоговых систем связи от цифровых является только метод подготовки и кодирования исходной информации. Высокочастотная же часть радиостанций, отвечающая за прием и передачу радиоволн, остается практически идентичной во всех видах радиосвязи. Причем ситуация не меняется уже свыше 100 лет со времен демонстрации первой системы связи в 1895 году. При всех достижениях технологии, фундаментальным физическим законам альтернативы пока нет.
FDMA И TDMA – ДВА СИСТЕМНЫХ ПОДХОДА
В настоящее время цифровые системы радиосвязи можно разделить на две категории в зависимости от метода формирования логических каналов связи в физической частотной полосе.
FDMA (Frequency Division Multiple Access) – множественный доступ с частотным разделением. Где для каждого сеанса связи выделяется отдельный частотный радиоканал.
TDMA (Time Division Multiple Access) – множественный доступ с временным разделением. Где несколько одновременных сеансов связи разделяются по времени и объединяются в один радиоканал.
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ
Цифровые протоколы в современных коммуникациях заняли лидирующее положение и продолжают расширять свое влияние во всех сферах человеческой деятельности. В профессиональную мобильную радиосвязь (ПМР) цифровые технологии внедряются параллельно с развитием компьютерных коммуникаций, сотовой связи, цифрового радио и телевещания.
Из преимуществ цифровых протоколов связи, предопределивших их развитие и популярность можно отметить следующие:
Процесс аналогово-цифрового преобразования включает процедуру квантования – дискретизация непрерывной величины по времени, уровню или по обоим параметрам одновременно и кодирование. При квантовании непрерывная величина преобразуется в последовательность ее мгновенных значений, выделенных по определенному закону и в совокупности отображающих исходную величину. При кодировании выделенные в процессе квантования мгновенные значения исходной величины измеряются и результаты фиксируются в виде цифрового, в данном случае двоичного, кода. При попадании в приемник цифровой сигнал декодируется и, с помощью процедуры цифро-аналогового преобразования, восстанавливается исходный аналоговый сигнал.
Для передачи цифрового сигнала по радиоканалу необходимо преобразовать его в высокочастотный вид. Для этого, как и в аналоговых системах связи, служит процедура модуляции или, применительно к цифровым преобразованиям, манипуляция. Цифровой сигнал, представляющий поток двоичных символов 0 и 1 накладывается на несущую – аналоговый высокочастотный сигнал постоянной амплитуды и частоты и затем уже передается по эфиру. Наиболее часто применяют три метода манипуляции
При амплитудной манипуляции (ASK amplitude-shift keying), модулируемая волна изменяет амплитуду сигнала (например, с высокого уровня на низкий) в соответствии с двоичной информацией. При частотной манипуляции (FSK frequency-shift keying), поток битов представлен изменениями между двумя частотами. Прифазовой манипуляции (PSK phase-shift keying), амплитуда и частота остается постоянной, а поток битов представлен изменениями фазы модулированного сигнала.
Фундаментальным отличием аналоговых систем связи от цифровых является только метод подготовки и кодирования исходной информации. Высокочастотная же часть радиостанций, отвечающая за прием и передачу радиоволн, остается практически идентичной во всех видах радиосвязи. Причем ситуация не меняется уже свыше 100 лет со времен демонстрации первой системы связи в 1895 году. При всех достижениях технологии, фундаментальным физическим законам альтернативы пока нет.
FDMA И TDMA – ДВА СИСТЕМНЫХ ПОДХОДА
В настоящее время цифровые системы радиосвязи можно разделить на две категории в зависимости от метода формирования логических каналов связи в физической частотной полосе.
FDMA (Frequency Division Multiple Access) – множественный доступ с частотным разделением. Где для каждого сеанса связи выделяется отдельный частотный радиоканал.
TDMA (Time Division Multiple Access) – множественный доступ с временным разделением. Где несколько одновременных сеансов связи разделяются по времени и объединяются в один радиоканал.
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ
Цифровые протоколы в современных коммуникациях заняли лидирующее положение и продолжают расширять свое влияние во всех сферах человеческой деятельности. В профессиональную мобильную радиосвязь (ПМР) цифровые технологии внедряются параллельно с развитием компьютерных коммуникаций, сотовой связи, цифрового радио и телевещания.
Из преимуществ цифровых протоколов связи, предопределивших их развитие и популярность можно отметить следующие:
- одинаковое качество связи во всей зоне покрытия;
- более эффективное использование радиочастотного спектра;
- возможность передачи данных с помощью обычного абонентского оборудования;
- возможность использования протокола TCP/IP для межбазовых соединений.
- индивидуальные, групповые и вещательные вызовы;
- аварийные вызовы и посылка тревожных сообщений во время сеанса связи;
- шифрация передачи без потери качества речи;
- идентификация абонентов;
- присоединение к текущему сеансу связи дополнительных абонентов;
- система приоритетов при доступе к системе;
- служба текстовых сообщений;
- поддержка географического позиционирования;
- дистанционная проверка и управление абонентским оборудованием.
- Резкое пропадание связи на краях зоны покрытия, в отличие от аналоговых систем, где с удалением от базовой станции качество связи ухудшается постепенно.
- Использующиеся в настоящее время методы оцифровки и передачи голоса в цифровых системах пока еще не достигли качества аналоговой связи. Этот недостаток свойственен практически всем системам цифровой радиосвязи как ПМР, так и сотовой телефонии.
- При переходе на цифровые системы связи придется менять парк оборудования и возможно частотный план. Хотя имеются варианты совместного функционирования цифрового и аналогового оборудования, но всё же для реализации всех достоинств цифровых систем потребуется полное переоборудование сети связи, а это требует немалых инвестиций.
Коментарии (1)