Файл: Силяков В.А., Красюк В.Н. - Системы авиационной радиосвязи - 2004.pdf

26

Для  передачи  сообщений  осуществляют  их преобразование  в

электрические сигналы с помощью устройств формирования первич-
ных сигналов (

УФПС

). Первичные сигналы подаются на вход 

радиопе-

редающего устройства

, включающего 

модулятор

, 

возбудитель

 и ан-

тенно-фидерное устройство (

АФУ

), которое осуществляет передачу

сообщений с помощью радиосигналов по линии связи.

В 

радиоприемном  устройстве

  принятый антенной радиосигнал уси-

ливается и фильтруется в 

линейном тракте

, осуществляется его демо-

дуляция для  выделения первичного электрического сигнала,  который
используется  для восстановления сообщения с помощью устройства
восстановления сообщения (

УВПС

).

Часто приемные и передающие устройства объединяют. Их комби-

нация образует радиостанцию (РС). Такое построение  характерно для
авиационных радиостанций.

В теории связи используют понятия "канал связи" и "система радио-

связи", которые  определяются  следующим  образом [6].

Канал связи

 – это совокупность передающего устройства,  линии

связи и приемного устройства.  Канал связи  имеет  один вход и один
выход и входит в состав системы связи.

Система радиосвязи

 – это  упорядоченная совокупность канала связи,

отправителя и получателя информации (которыми могут быть как че-
ловек, так и технические устройства),  характеризуемая заданными пра-
вилами преобразования сообщения в радиосигнал и восстановления
сообщения по принятому сигналу, называется системой радиосвязи.

Если в состав системы входит несколько каналов, источников и по-

требителей информации,  а также устройства уплотнения каналов,  ко-
торые обеспечивают независимую передачу сообщений от нескольких
источников по одной общей радиолинии, то такие системы связи назы-
ваются многоканальными.

По направлению обмена сообщениями системы радиосвязи делятся

на односторонние и двухсторонние. В системе односторонней радио-
связи одна из РС осуществляет только передачу, а другая (или другие)
только прием. В системе двухсторонней радиосвязи радиостанции осу-
ществляют передачу и прием. По порядку обмена сообщениями разли-
чают симплексные, дуплексные и полудуплексные системы радиосвязи
[3,6]. Симплексной называется двухсторонняя радиосвязь, при которой
передачу и прием на каждой станции осуществляют поочередно. В сис-

27

темах дуплексной радиосвязи передача осуществляется одновременно с
приемом. Дуплексная связь более оперативна и обеспечивается рабо-
той передатчиков и приемников на разных частотах. Системы полудуп-
лексной радиосвязи относятся к симплексным системам, в которых осу-
ществляется автоматический переход с передачи на прием и возможен
переспрос корреспондента.

Из-за  наличия  помех в линии связи и в самой аппаратуре сообще-

ние на выходе радиоприемного устройства отличается от переданного.
Способность  системы связи противостоять мешающему действию ра-
диопомех и искажений характеризуется помехоустойчивостью. Помехи,
под  действием которых в передаваемых сообщениях возникают иска-
жения, можно подразделить на аддитивные и мультипликативные. Ад-
дитивные помехи включают внутриприемные шумы, индустриальные
помехи и помехи,  создаваемые сигналами, излучаемыми многочислен-
ными радиотехническими системами. Мультипликативные помехи,  обус-
ловленные особенностями распространения сигналов различных диа-
пазонов, приводят к замиранию  радиосигналов  и  случайным
изменениям их уровня вследствие многолучевого распространения.
Искажение сообщений  помехами в каналах радиосвязи в значительной
степени зависит от используемого вида модуляции.  Выбирая малочув-
ствительные к наиболее вероятным типам помех законы модуляции,
можно повысить помехоустойчивость связи.

2.2. Классификация сообщений и сигналов

По своему характеру сообщения могут быть дискретно-значными (или

дискретными) и непрерывнозначными (или непрерывными).

Дискретно-значными  называются  сообщения,  принимающие  ко-

нечное  или счетное число значений [6, 10]. Типичным примером таких
сообщений является буквенно-цифровой текст, состоящий из букв, цифр
и знаков препинания.

Если множество сообщений является континуальным, то такие сооб-

щения называются непрерывными.  К подобным  сообщениям  относят-
ся  речь, подвижное изображение и т. д.

Для  передачи различных по физической природе сообщений (речь,

изображение, цифровые данные) по радиоканалам необходимо их пре-
образовать в электрические колебания, называемые первичными сиг-
налами.  Между сообщением и сигналом должно быть однозначное  со-
ответствие, что обеспечивает возможность получить в пункте приема

28

переданное сообщение. Например, звуковое давление при передаче ре-
чевых сообщений преобразуется микрофоном в электрическое напря-
жение.

 Электрические сигналы,  являющиеся аналогами непрерывнознач-

ных сообщений называются аналоговыми. Первичные электрические
сигналы, соответствующие дискретно-значным сообщениям, называют
цифровыми. Процесс преобразования дискретно-значных сообщений в
цифровые сигналы называется кодированием.  При кодировании каж-
дому сообщению из ансамбля ставится в однозначное соответствие ко-
довая комбинация единичных элементов цифрового сигнала,  которую
называют первичным кодом [6, 10]. В качестве единичных элементов
кодовых комбинаций обычно используются электрические импульсы,
которые  имеют вполне определенные значения амплитуды – представ-
ляющего (информационного) параметра цифрового сигнала. Число раз-
личных значений представляющего параметра, используемого для по-
строения кодовых комбинаций, определяет основание кода. В
зависимости от значения основания кода 

m

 различают двоичные 

m 

= 2,

троичные 

m 

= 3 и, в общем случае, 

m

-ичные коды [6]. В системах пере-

дачи цифровых сообщений обычно используют двоичные коды, в кото-
рых значения амплитуды единичных импульсов принято отождествлять
с символами 1 и 0. Символы  элементов кодовых комбинаций 1 и 0
называют битами. Применение двоичных кодов позволяет использовать
в аппаратуре связи стандартные элементы цифровой техники.

Аналоговые сигналы  можно  преобразовать  в импульсные и цифро-

вые сигналы.  Преобразование аналогового сигнала в импульсный  дос-
тигается его дискретизацией по времени в соответствии с теоремой от-
счетов. Преобразование аналогового сигнала  в  цифровой  достигается
его дискретизацией  по  времени  и  квантованием по уровню.  Уровни
квантованных отсчетов могут быть преобразованы в кодовые комбина-
ции  цифрового сигнала.

 Для передачи  сообщения в тракте передачи первичный сигнал с

помощью  модуляции  или  манипуляции преобразуется в радиосигнал.

Модуляцией

 называется процесс изменения параметров радиочас-

тотного колебания в соответствии с изменением информационного па-
раметра первичного сигнала (сообщения).

Немодулированный гармонический сигнал называется несущей. Энер-

гия первичных сигналов сосредоточена, в основном, в низкочастотной
области, поэтому спектры первичных сигналов переносятся в область

29

высоких частот путем модуляции в передатчике высокочастотной несу-
щей (переносчика) первичным сигналом. Средняя  частота  несущей
значительно превышает ширину спектра сообщения.

В системах радиосвязи  передаваемым  сообщением  модулируется

один  или совокупность параметров высокочастотного переносчика.
Изменяемые при модуляции параметры несущей называют информа-
тивными параметрами. Информативный параметр высокочастотной не-
сущей  определяет название вида модуляции. Число возможных видов
модуляции при заданном виде переносчика определяется числом его
параметров.

В качестве переносчика используются гармонические колебания вы-

сокой частоты, последовательности импульсов, сложные составные пос-
ледовательности и т. д.

В одноканальных системах радиосвязи чаще всего осуществляется

непосредственная модуляция гармонической несущей передаваемым
сообщением [10].  Сигнал в таких системах имеет одну ступень модуля-
ции. При этом возможны три основных вида модуляции гармонической
несущей:  амплитудная  (АМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ).  Разно-
видностями амплитудной  модуляции являются  двухполосная  модуля-
ция с подавленной несущей (ДМ) и однополосная модуляция (ОМ).
Частотную и фазовую модуляции обычно рассматривают как две разно-
видности угловой модуляции.

Модуляцию радиочастотного  сигнала  первичным импульсным сиг-

налом  (последовательностью импульсов) называют 

импульсной моду-

ляцией

. При использовании в качестве переносчика периодической пос-

ледовательности импульсов определенной формы выделяют четыре
основных вида импульсной модуляции: амплитудно-импульсную, ши-
ротно-импульсную, фазоимпульсную и частотно-импульсную. При им-
пульсной модуляции в передатчиках систем радиосвязи необходима вто-
рая ступень, в которой осуществляется модуляция высокочастотного
колебания последовательностью импульсов. В результате получается це-
лый ряд двухступенчатых видов модуляции: амплитудно-импульсная-ам-
плитудная модуляция, фазоимпульсная-амплитудная модуляция и т. д.

 В многоканальных  системах  передаваемым  сообщением модули-

руется промежуточный переносчик – поднесущая,  которой в свою оче-
редь модулируется несущая. В этом случае сигнал формируется с ис-
пользованием двух ступеней модуляции: первая определяется способом
модуляции поднесущей, а вторая – способом модуляции несущей.  В

30

системах с частотным и фазовым разделением каналов в качестве под-
несущей  используется  гармоническое колебание, в системах с времен-
ным разделением – последовательность импульсов, в системах с кодо-
вым разделением каналов – кодированная последовательность
импульсов.

Если первичные сигналы непрерывных сообщений представлены в

аналоговом виде, то они непосредственно подаются на модулятор. При
цифровом представлении непрерывных сообщений совокупность опе-
раций кодирования и модуляции, аналогичных таким же операциям при
передаче дискретных сообщений, называется  

импульсно-кодовой мо-

дуляцией 

 (ИКМ).

В процессе  модуляции спектр первичного сигнала переносится в

заданную частотную область, что позволяет в каждом диапазоне час-
тот, выделенных для радиосвязи, упорядоченно разместить спектры сиг-
налов различных систем радиосвязи.

 Модуляцию радиочастотного колебания первичным цифровым сиг-

налом называют 

манипуляцией

.

Дискретно-

значные

значные

Непрерывно-

Дискретизация

Квантование

Кодирование

Преобразование

Импульсные

Импульсные

сигналы

Кодирование

Цифровые

сигналы

Цифровые

сигналы

Манипуляция

Манипуляция

Цифровые

радиосигналы

Цифровые

радиосигналы

радиосигналы

радиосигналы

Аналоговые

Аналоговые

сигналы

Модуляция

Модуляция

Сообщения

Рис. 2.2