Основы технического проектирования систем связи

Состав системы связи

В общем случае система связи состоит из:

1. Источника сообщения.
2. Передающего устройства. Данное устройство состоит из передатчика, который преобразует первичный сигнал в линейный для его передачи по линии связи (модуляция), а также преобразователя сообщения в первичный сигнал (кодирование).
3. Приемного устройства. Данное устройство состоит из приемника, который преобразует линейный сигнал из линии связи в первичный (демодуляция), а также преобразователя первичного сигнала в сообщение (декодирование).
4. Получателя сообщения.

Пример общей схемы системы связи приведен на рисунке ниже.

Рисунок 1. Схема системы связи. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

На линию связи оказывают воздействие внешние помехи и внутренние шумы, которые искажают передаваемое сообщение. Способность системы связи противостоять их вредном воздействию называется помехоустойчивостью. В состав линии связи могут входить такие устройства, как регенератор и усилитель. Как правило, усилитель используется в аналоговых системах связи, он усиливает сигнал и передает его вместе с помехами дальше. Регенераторы используются в цифровых системах связи. Они предназначены для восстановления сигнала без помех и повторного формирования линейного сигнала. Структура системы связи зависит от вида передаваемых данных. Для передачи дискретных данных, которые представляются в двоичном виде, используются двоичные системы связи с цифровыми и/или аналоговыми каналами связи.

Этапы проектирования системы связи. Основные расчеты. Расчет параметров канала связи

На территории Российской Федерация проектирование системы связи должно осуществляться в соответствии с требованиями нормативных документов, к которым относятся: градостроительный кодекс, различные технические регламенты, закон “О связи”, ведомственные нормы технологического проектирования, государственные стандарты, строительные нормы и т.п. В процессе проектирования также должны учитываться правила технической эксплуатации оборудования, техники пожарной безопасности и производственных работ, экологические и гигиенические нормы.

Весь процесс проектирования системы связи можно разделить на два условных этапа: подготовительный и основной.

На подготовительном этапе происходит получение заявки и исходных данных, подбор оптимального оборудования, осмотр и техническое обследование объекта, истребования строительной документации и согласование технических решений.

На основном этапе разрабатывается схема системы связи и согласовывается с требованиями технического задания, предоставленного заказчиком. В процессе проектирования исполнителем разрабатывается следующая документация: рабочая, системная, проектная, эксплуатационная, исполнительная, а также схемы и концепции развития системы.

В состав технического проектирования системы связи входят инженерные расчеты, состав которых зависит от технического задания, ранее принятых решений и имеющихся ресурсов. В общем виде в состав расчетов входят:

1. Вероятностный анализ источника сообщений.
2. Информационный анализ источника сообщений.
3. Временной анализ источника сообщений.
4. Частотный анализ источника сообщений.
5. Расчет параметров канала связи и его анализ.
6. Расчет аналого-цифрового преобразователя.
7. Расчет кодера.
8. Расчет кодера.
9. Расчет модулятора.
10. Анализ декодера.
11. Расчет восстановления сигнала.

Вероятностный анализ источника сообщения подразумевает построение функции распределения мгновенных значений сообщений, функции плотности распределения сообщений, расчет дисперсии и математического ожидания сигнала, вычисление постоянной и переменной сигнала, оценка корреляционной функции. В состав частотного анализа источника сообщений системы связи входят оценка спектральной плотности и энергетического спектра сигнала, расчет ширины спектра. Информационный анализ заключается в определении дифференциальной энтропии сигнала, а временной в построении графика для исходного сигнала.

Канал связи характеризуется тремя основными параметрами - достоверность передачи данных, пропускная способность и скорость модуляции. Скорость модуляции сигнала может быть рассчитана по следующей формуле:

$В = 1/Т$

где Т - время импульса.

Пропускная способность канала связи представляет собой максимальную скорость передачи данных. Для аналоговых канала связи формула расчета выглядит следующим образом.

Рисунок 2. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

где F - полоса пропускания; Рс - мощность сигнала; Рш - мощность помех

Для дискретного канала связи формула имеет следующий вид.

Рисунок 3. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

где nc - количество значащих позиций в коде.