Передача данных по радиостанции. Система передачи данных по радиоканалу. Схема цифровой части
Введение
1. Аналитический обзор
1.1 Обзор способов кодирования-декодирования информации
1.2 Сравнительный анализ способов кодирования декодирования информации
1.3 Анализ аппаратной реализации
1.4 Сравнительный анализ способов аппаратной реализации
1.5 Выводы по аналитическому обзору
2. Разработка структурной схемы
3. Синтез схемы электрической принципиальной
3.1 Выбор цифрового сигнального процессора
3.2 Выбор кодека
3.3 Выбор драйвера интерфейса RS - 232
3.4 Выбор памяти с ультрафиолетовым стиранием
3.5 Выбор вспомагательных элементов схемы
4. Разработка алгоритма программы
4.1 Блок инициализации
4.2 Интерфейс приема / передачи
5. Разработка программного обеспечения
6. Технико-экономический расчет
7. Охрана труда
Приложение
Введение
Необходимость приёма и передачи информации беспокоило человечество всегда. В современном, насыщеном компьютерной техникой мире, это получило наиболее широкое распространение. Возможность соединения нескольких компьютеров, находящихся на расстоянии позволяющим соединить их эл. проводом, и доступ к их данным, добавила качественно новую ступень к использованию возможностей современных ЭВМ. Такое соединение называется локальной сетью. Также после этого появилось и понятие глобальной сети, при этом компьютеры могут не находиться рядом, а допустим в разных городах. При таком соединении используется специальное устройство называемое "модем". Связь при этом обеспечивается по телефонной линии.
Модем - это сокращение от МОдулятор - ДЕМодулятор.
Также еще существует способ приёма и передачи информации между компьютерами по радиоканалу. В этом случае также используется устройство модуляции/демодуляции (модем). При этом с компьютером и модемом используется также отдельное устройство - блок приёма и передачи информации по радиоканалу. Это достаточно громоздкое устройство и каждый пользователь ЭВМ, конечно, не может себе его приобрести. Но такая комбинация технических средств очень эффективна при связи двух объектов находящихся на очень большом расстоянии и не обладающими доступом к телефонной линии. Например, это могут быть судно, находящееся в рейсе и порт приписки передающий информацию со спутника о надвигающейся буре.
Конечно, модем в этом случае будет по функциям отличаться от модема работающего с телефонной линией. Т.к. тут нет понятия дозвона до абонента, дуплексная связь также здесь не допустима. В принципе функции дозвона и другие берет на себе блок приёма и передачи информации по радиоканалу. Модем же только ожидает получение сигнала, производит его демодуляцию, образуя цифровой код, и передает его в компьютер. При передаче, модем принимает цифровой код, модулирует его, преобразует в аналоговый сигнал и передает в блок передачи информации по радиоканалу.
В наше время технология производства интегральных микросхем, микроконтроллеров и т.п. находится на очень высоком уровне, постоянно совершенствуется и изобретает все новые виды микрочипов. Одним из таких микрочипов является DSP - digital signal processor (цифровой сигнальный процессор). Это идеальное средство для обработки сигналов. Имея встроенный язык программирования, он позволяет его настраивать на любую работу необходимую электронщику. Практически во всех современных модемах независимо от назначения установленны DSP.
В данном дипломном проекте мы будем проектировать устройство, которое будет принимать и передавать данные по радиоканалу, при этом выполняя кодирование и декодирование информации, используя цифровой сигнальный процессор (DSP).
1. Аналитический обзор
1.1 Обзор способов кодирования - декодирования информации
Для выбора необходимого пути проектирования устройства требуется провести анализ современных способов и средств кодирования-декодирования информации.
С начала рассмотрим способы решения кодирования-декодирования информации. Для этого рассмотрим современные способы модуляции - демодуляции сигнала.
Как сказано выше модемы модулируют сигнал для передачи по телефонным или радио каналам, но сигнал может быть промодулирован разными способами.
Модуляция - изменение одного или нескольких параметров несущего синусоидального колебания (амплитуды, частоты, фазы) в соответствии со значениями двоичной информации, передаваемой источником.
В модемах используется разновидность модуляции, так называемая "манипуляция", при которой указанные модулируемые параметры могут иметь только фиксированные значения из некоторого определенного набора.
Модуляция позволяет согласовать спектр передаваемого информационного сигнала с полосой пропускания телефонного или радио канала. При малых скоростях передачи (до 1200 бит/с) в модемах применяется частотная модуляция, реализация которой на таких скоростях наиболее проста. При средних скоростях передачи (1200 - 4800 бит/с) используется дифференциальная разностная модуляция с числом возможных изменений фазовых положений от двух (1200 бит/с) до восьми (4800 бит/с) (фазовая модуляция). Передаваемые значения цифровой информации содержатся в приращениях фазы между данным и предыдущим элементом модулированного сигнала. При больших скоростях передачи (>4800 бит/с) и при передаче по коммутируемым каналам с частотным разделением направлений передачи, начиная с 2400 бит/с, используется комбинированная амплитудно-фазовая модуляция). При использовании этого вида модуляции цифровая информация содержится как в значении амплитуды, так и в приращениях фазы несущей частоты. При амплитудно-фазовой и многопозиционной фазовой модуляциях количество возможных позиций модулированного сигнала (или количество векторов сигнала) более двух. В этом случае один элемент модулированного сигнала содержит несколько битов цифровой информации (это число равно двоичному логарифму от количества возможных векторов модулированного сигнала).
Фазовая модуляция:
При использовании так называемой относительная фазовая манипуляция (phase shift keying, PSK), т.е. модуляция, при которой фаза несущей принимает только фиксированные значения из ряда допустимых значений (например, 0 , 90 , 180 и 270 град.), а информация закладывается в изменения фазы несущего колебания. При указанном выше наборе возможных фаз каждому изменению фазы соответствует определенное значение дибита, т.е. двух последовательных битов информации. Фазовая манипуляция относится к двухполосным методам модуляции, т.е. спектр модулированного сигнала располагается симметрично относительно несущей частоты, а ширина спектра в Гц на уровне 0,5 от его значения на несущей частоте равна модуляционной линейной скорости, выраженной в Бодах. Наиболее часто используются в модемах такие разновидности фазовой манипуляции, как относительная фазовая манипуляция (ОФМ) /скорость 1200 бит/с, два положения фазы/, четырехпозиционная (или квадратурная фазовая манипуляция /2400 бит/с, четыре положения фазы/) и восьмипозиционная (4800 бит/с, восемь положений фазы). Иногда в литературе указанные виды манипуляции называются соответственно ФРМ (фазоразностная модуляция), ДОФМ (двухкратная фазовая модуляция) и ТОФМ (трехкратная фазовая модуляция). Дальнейшее увеличение числа позиций с целью повышения скорости приводит к резкому снижению помехоустойчивости, поэтому на более высоких скоростях стали применяться комбинированные амплитудно-фазовые методы модуляции.
Амплитудно - фазовая модуляция:
В данном виде модуляции для повышения пропускной способности используется одновременная манипуляция двух параметров несущего колебания: амплитуды и фазы. Каждый возможный элемент модулированного сигнала (вектор сигнала или точка сигнального пространства) характеризуется значением амплитуды и фазы.
Для дальнейшего повышения скорости передачи количество "точек" пространства модулированного сигнала увеличивается в число раз, кратное двум. В настоящее время в модемах используются методы амплитудно-фазовой модуляции с числом возможных позиций сигнала до 256. Это означает, что скорость передачи информации превышает модуляционную линейную скорость до 7 раз.
Для обеспечения максимальной помехоустойчивости точки сигнального пространства размещаются на равном расстоянии с огибающей всех точек в форме квадрата (16-ти позиционная квадратурная АМ), восьмиугольника и т.п. Увеличение числа позиций сигнала приводит к быстрому снижению помехо-устойчивости приема.
Радикальным средством обеспечения помехоустойчивой передачи стало применение сочетания модуляции с "решетчатым" кодированием. При использовании этого метода вводится некоторая избыточность в пространство сигналов и за счет этого создаются корреляционные связи между передаваемыми сим-волами. Благодаря этому на приеме на основе анализа последо-вательности принятых элементов модулированного сигнала возможно выявление и исправление ошибок. Практически это дает значительное повышение помехоустойчивости приема.
Разновидность амплитудно-фазовой модуляции - 16-ти позиционная квадратурная АМ (сигнальное пространство 4х4 точек в форме квадрата, точки равноудалены одна от другой, и по 4 точки в каждом квадрате) используется в дуплексных модемах.
Частотнаямодуляция: (Frequency shift keying, FSK)
В модемах используется так называемая частотная манипуляция, при которой каждому значению бита информации ("1" и "0") соответствует определенная частота синусоидального сигнала.
Спектральные характеристики сигналов с частотной манипуляцией допускают относительно простую реализацию модемов до скоростей 1200 бит/с.
Модуляция с минимальным сдвигом (MSK)
В последние годы тезис о том, что информационные технологии оказывают самое прямое влияние на состояние и развитие экономики, стал практически общепризнанным. Компьютерный мир еще несколько лет назад стал сетевым. Сетевая инфраструктура дает возможность оперативного обмена данными и доступа к информационным ресурсам, как на локальном уровне, так и в мировом масштабе. Российская проблема заключается в слабости инфраструктуры телекоммуникаций (особенно ее общедоступной, гражданской части) по сравнению с подобной инфраструктурой на Западе. Во многих случаях использование проводных или оптоволоконных линий связи невозможно или экономически нецелесообразно. В этой ситуации одним из наиболее эффективных решений проблемы связи, а зачастую и единственно возможным, является использование радиосетей передачи данных.
К отличительным свойствам беспроводных технологий передачи данных можно отнести:
- Мобильность. Невозможность подсоединения подвижных абонентов является принципиально непреодолимым ограничением кабельных сетей. Медсестры, врачи, рабочие на конвейере, маклеры на бирже и складские рабочие постоянно перемещаются с места на место. Для них беспроводная технология представляет несковывающий их перемещений канал в проводную сеть, открывая доступ ко всей имеющейся в этой сети информации.
- Возможность организации сети там, где прокладка кабеля технически невозможна. Например, в зданиях, являющихся памятниками архитектуры.
- Возможность объединить в сеть удаленных абонентов. Если абоненты разбросаны по обширной малонаселенной (или труднодоступной) территории, то во многих случаях протягивать кабель оказывается экономически нецелесообразно. В России почти 90% радиооборудования используют для связи вне помещений, на многокилометровых расстояниях. Радиосети связывают населенные пункты, до которых просто не доходят телефонные линии. Если все же доходят, то телефонные станции не торопятся предоставлять линии связи в аренду, да и качество связи низкое. Но главное даже в другом — пропускная способность телефонных каналов не оставляет никаких надежд на организацию эффективного обмена данными.
- Срочность. Надежные коммуникации нужны сейчас, немедленно, а для прокладки кабельной сети требуются колоссальные инвестиции и длительное время. Радиооборудование позволяет развернуть сеть всего за несколько часов. Радиооборудование может также использоваться для организации временных сетей. Например, выставки, избирательная компания и.т.д.
Рассмотрим радиооборудование, которое может быть использовано для создания радиосетей передачи данных, и задачи, которые позволяет решать тот или иной класс оборудования.
Радиооборудование можно классифицировать по используемой частоте. От того, в каком диапазоне работает оборудование зависят такие показатели, как дальность связи, скорость передачи информации, зависимость от погодных условий, требование к обеспечению "прямой видимости".
1,6-30 МГц (Коротковолновый диапазон). Системы работающие в этом диапазоне позволяют передавать данные и голосовые сообщения на расстояния до нескольких тысяч километров, что предоставляет уникальную возможность охвата значительных территорий, в том числе с гористым рельефом, что абсолютно невозможно для традиционных решений в диапазонах УКВ и СВЧ при соизмеримом вложении средств. Скорость передачи в КВ-системах относительно невысокая до 6 Кбит/с. Для реализации радиосистем передачи данных в КВ-диапазоне может быть использован комплекс "Barret 923", который производит компания Barret Communications Pty Ltd. В компексе "Barrett 923" реализованы адаптивные методы анализа радиоканала, что позволяет ему оптимально выбирать диапазон частот, протокол и скорость передачи данных.
136-174 МГц — скорость передачи данных до 19,2 Kбит/с, дальность связи до 70 км, связь может осуществляться "из-за" угла и за горизонтом за счет искривления пути прохождения радиолуча у земли. Радиомодемы, работающие в этом диапазоне, используются для передачи файлов и электронной почты, позволяют организовать мобильный доступ в базы данных. Применяются в территориально распределенных сетях, в системах телеметрии и телеуправления, могут быть очень полезны для таких организаций, как ГАИ, служба скорой медицинской помощи и т.п. Интегральные радиомодемы, работающие в этом диапазоне частот, выпускаются такими фирмами, как Pacific Crest, Maxon,Young Design и др.
НПЦ "Дейтлайн" разработал систему "Ягуар" для построения пакетных радиосетей передачи данных, которая уже в течение длительного времени успешно эксплуатируется территориальными отделениями Сбербанка РФ. Система "Ягуар" обеспечивает высокую надежность передачи данных, гибкость в управлении,возможность легкого наращивания сети на расстояниях до 300 км. Аппаратный комплекс системы может строиться на основе широкой номенклатуры FM-радиостанций и пакетных контроллеров. Специалисты компании "Дейтлайн" рекомендуют использовать трансиверы Uniden IMH4100 и контроллеры Paccom Spirit 2, что обеспечивает наилучшее соотношение цена/качество.
400-512 МГц — скорость передачи данных до 128 Кбит/с, дальность связи до 50 км. Желательно наличие прямой видимости, но возможна работа и на отраженных сигналах. В этом диапазоне могут работать узкополосные cинхронные радиомодемы RAN производства фирмы Wireless, Inc (ранее Мultipoint Networks) (9,6, 19,2, 64, 128 Кбит/с).
Радиомодемы RAN 64/25,128/50 используют модуляцию 16 QAM, что позволяет передавать данные со скоростью 64 Кбит/с в полосе 25 кГц или 128 Кбит/с в полосе 50 кГц. Радиомодемы данного типа применяются для построения высокоскоростных каналов точка-точка для мультиплексированной передачи данных, голоса, видеоизображений и другой информации. На их основе также возможна организация многоузловых территориально распределенных сетей. Радиомодемы RAN могут работать также и в диапазоне 820-960 MГц.
Выше 2ГГц — возможна организация каналов передачи данных со скоростью более 2 Мбит/с, при этом обязательным является условие прямой видимости между антеннами. На этом участке радиочастотного спектра работает оборудование Radio-Еthernet (cтандарт IEEE 802.11). Стандарт Radio-Ethernet имеет два основных применения. Первое из них — беспроводная локальная сеть в стенах одного здания или на территории предприятия, таким образом решается проблема "ограниченной мобильности" в пределах одного предприятия (сотрудник с портативным компьютером, переходящий из одной комнаты в другую отовсюду имеет доступ к сети). Второе применение стандарта Radio-Ethernet решает проблему подсоединения абонентов к большой сети передачи данных или, как говорят связисты, проблему последней мили.
В Radio-Ethernet может применяться технология шумоподобных сигналов или широкополосных сигналов (ШПС). Узкополосные устройства излучают в эфир сигнал с шириной спектра 12,5-200 кГц, причем ширина излучаемого спектра увеличивается с увеличением скорости передачи информации. Узкополосные системы обладают очень существенным недостатком: если в частотном диапазоне такой системы появляются помехи, то качество связи резко падает. Именно эта незащищенность от помех узкополосных систем привела к разработке, сначала для военных применений, ШПС- технологии.
Cистемы на основе шумоподобных сигналов обладают следующими преимуществами:
- Помехозащищенность
- Не создаются помехи другим устройствам (Низкая мощность сигнала)
- Конфиденциальность передач
- Низкая стоимость при массовом производстве (Низкая мощность сигнала — дешевые высокочастотные компоненты оборудования)
- Шумоподобный сигнал обеспечивает возможность работы в диапазоне, уже занятыми другими системами радиопередач
- Высокая скорость передачи
Идея технологии широкополосного сигнала состоит в том, что для передачи информации используется значительно более широкая полоса частот, чем это требуется при передаче в узкополосном канале. Стандарт 802.11 для получения шумоподобных сигналов предусматривает метод прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum-DSSS) и метод частотных скачков (Frequency Hopping Spread Spectrum-FHSS).
В методе со скачками по частоте (FHSS) весь диапазон от 2400 МГц до 2483,5 МГц разбит на 79 подканалов. Приемник и передатчик сихронно каждые несколько милисекунд перестраиваются на различные несущие частоты в соответствии с алгоритмом, задаваемым псевдослучайной последовательностью. Лишь приемник, использующий ту же самую последовательность, может принимать сообщение. При этом предполагается, что другие системы работающие в том же частотном диапазоне используют иную последовательность и поэтому практически не мешают друг другу. Для тех случаев, когда два передатчика пытаются использовать ту же самую частоту одновременно, предусмотрен протокол разрешения столкновений по которому передатчик делает попытку повторно послать данные на следующей в последовательности частоте.
Согласно методу с прямой последовательностью(DSSS) диапазон от 2400 МГц до 2483,5 МГц разбит на три широких подканала, которые могут использоваться независимо и одновременно на одной территории. Принцип работы DSSS систем состоит в следующем: в передаваемый радиосигнал вноситься значительая избыточность путем передачи каждого бита информации одновременно в нескольких частотных каналах. Если на каком-либо из них (или сразу на нескольких) появляются помехи, система определяет правильный поток данных путем выбора наибольшего количества одинаковых потоков.
Наиболее крупными производителями обрудования Radio-Ethernet являются Proxim, BreezeCom, Aironet, Cylink, Lucent Technologies, Solectek, WaveAccess. Приятно отметить, что в последнее время стали появляться и отечественные разработки. Например, предприятие "Импульс" выпускает беспроводный Ethernet-бридж "Кросс-8" для конфигурации "точка-точка", который работает в относительно незагруженном диапазоне 37,0-39,5 ГГц, обеспечивая скорость передачи 10 Мбит/с и дальность действия 10 км.
Длительное время на российском рынке доминирующей технологией была передача по методу прямой последовательности (DSSS). Однако, последнее время отечественный рынок начинает испытывать все больший интерес к FHSS. Основная причина этому — "перенаселенность эфира".
На одном и том же пространстве могут сосуществовать, не мешая друг другу, не более трех сетей DSSS. При попытке увеличить число пользователей, такое неэкономное использование эфира может оборачиваться проблемами. FHSS позволяет определить для каждой сети свой набор и последовательность дискретных частот. Еще одна существенная особенность технологии "прыгающей частоы" состоит в том, что весь широкополосный диапазон разбивается на 79 отдельных подканалов. FHSS-оборудование (например, компании BreezeCom) позволяет использовать не все 79 каналов, а любое количество частот из этого набора, вплоть до одной частоты. В системах DSSS использование широкой полосы принципиально необходимо. 
ШПС-технология, кроме оборудования Radio-Ethernet, применяется в высокоскоростных синхронных радиомодемах диапазонов 2,4 и 5,7 ГГц. Эти радиомодемы используются для организации дуплексных магистральных синхронных радиоканалов передачи данных со скоростями до 2048 Кбит/с. Оборудование этого класса производят такие компании, как Wireless, Inc (модели RAN64ss, RAN128ss, RAN2048ss), BreezeCom (cерия BreezeLINK), Wave Wireless (SpeedCOM). 
ШПС-технология используется еще в одном интересном и весьма полезном продукте фирмы Wireless, Inc — радиомаршрутизаторе WaveNet IP. В отличие от радио-Ethernet устройств это оборудование включает в свой состав маршрутизатор IP и специально предназначенно для организации радиосетей городского и районного масштаба на расстоянии до 30-40 км от центральной станции. Кроме того, конструктивное исполнение WaveNet IP позволяет решить так называемую проблему длинного кабеля. Проблема заключается в том, что достаточно часто точка подключения к локальной сети и точка установки антенны на крыше находяться на достаточно большом расстоянии друг от друга. Оборудование Radio-Ethernet обычно имеет исполнение для использования внутри помещений и может быть применяться только в нормальных климатических условиях. Поскольку высокочастотный радиосигнал испытывает значительное затухание в кабеле, это накладывает серьезное ограничения на максимальную длину кабеля между устройством и антенной. WaveNet IP имеет внешнее погодозащитное исполнение и устанавливается в непосредственной близости от антенны, что позволяет без потерь сигнала размещать высокочастотный блок на расстоянии до 100 м от физической точки входа в сеть.
В условиях, когда отсутствует развитая инфраструктура сетей связи, использование радиосредств для передачи данных зачастую является единственно разумным вариантом организации связи. Сеть передачи данных с использованием радиомодемов может быть оперативно развернута практически в любом географическом регионе. В зависимости от используемых приемопередатчиков и антенн такая сеть может обслуживать своих абонентов в зоне радиусом от единиц до десятков и даже сотен километров. Огромную практическую ценность радиомодемы имеют там, где необходима передача небольших объемов информации (документов, справок, анкет, телеметрии, ответов на запросы к базам данных и т.п.). Особенно если необходимо гарантировать время реакции (ответа) удаленного устройства.
Радио-модемы часто называют пакетными контроллерами (TNC - Terminal Node Controller) по-скольку в их состав входит специализированный контроллер, реализующий функции обмена данными с компьютером, управления процедурами форматирования кадров и доступа к общему радиоканалу в соответствии с реализованным протоколом множественного доступа. Рассматриваемые радиомодемы во многом похожи на интеллектуальные модемы для телефонных каналов КТСОП. Главное же их отличие в том, что радиомодемы ориентированы для работы в едином радиоканале со многими пользователями (в канале множественного доступа), а не в канале типа "точка-точка".
Алгоритмы функционирования пакетных радиосетей регламентируются Рекомендацией АХ.25.
Стандарт АХ.25
Рекомендация АХ.25 устанавливает единый протокол обмена пакетами, т.е. обязательный для всех пользователей пакетных радиосетей порядок осуществления обмена данными. Стандарт АХ.25 представляет собой специально переработанную для пакетных радиосетей версию стандарта Х.25.
Особенность пакетных радиосетей заключается в том, что один и тот же радиоканал используется для передачи данных всеми пользователями сети в режиме множественного доступа. Протокол обмена АХ.25 предусматривает множественный доступ в канал связи с контролем занятости. Все пользователи (абоненты) сети считаются равноправными. Прежде чем начать передачу радиомодем проверяет свободен канал или нет. Если канал занят, то передача своих данных радиомодемом откладывается до момента его освобождения. Если радиомодем обнаруживает канал свободным, то он сразу же начинает передачу своей информации. Очевидно, что в тот же самый момент может начать передачу и любой другой пользователь данной радиосети. В этом случае происходит наложение (конфликт) сигналов двух радиомодемов, в результате чего их данные с высокой вероятностью серьезно исказятся под воздействием интерференционных помех. Радиомодем-передатчик узнает об этом получив отрицательное подтверждения на переданный пакет данных от радиомодема-получателя или в результате превышения времени тайм-аута. В такой ситуации он обязан будет повторить передачу этого пакета по уже описанному алгоритму. По-скольку пауза перед следующей попыткой связи задается у каждого устройства случайным образом, то вероятность того, что в следующий раз модемы начнут передачу одновременно крайне низка.
При пакетной связи информация в канале передается в виде отдельных блоков - кадров. В основном их формат соответствует формату кадров известного протокола HDLC, однако есть отличия, рассматриваемые далее.
Формат кадров
| FLAG | ADRES | CONT | CRC-16 | FLAG |
| 011111110 | 14-70 байт | 1 байт | 2 байт | 011111110 |
| FLAG | ADRES | CONT | INFORM | CRC-16 | FLAG |
| 011111110 | 14-70 байт | 1 байт | до 256 байт | 2 байт | 011111110 |
Начало и конец кадра отмечаются флагами FLAG, т.е. комбинациями вида "011111110", что облегчает прием кадра на фоне помех. Поле адреса ADRES содержит адреса отправителя, получателя и станций - ретрансляторов, если таковые имеются. Размер адресного поля может составлять от 14 до 70 байт.
Поле управления CONT определяет тип кадра: информационный или служебный. Служебные кадры, в свою очередь, могут подразделяться на супервизорные и ненумерованные. Супервизорные кадры служат для подтверждения приема неискаженных помехами кадров или для запроса повторной передачи искаженных кадров. Ненумерованные кадры предназначены для установления логического соединения и в случаях управления обменом в сети.
Длина информационного поля INFORM, представляющая собой пакет сетевого уровня, в пакетных радиосетях обычно не превышает несколько сотен байт. Увеличение длины информационного поля приводит к повышению вероятности поражения помехой и возрастанию времени ожидания передачи пакетов другими пользователями.
При реализации сетевого (третьего) уровня протокола АХ.25 используется поле определения протокола, которое выступает как часть информационного поля и является необязательным.
Контрольное поле кадра (CRC-16) предназначено для обнаружения ошибок в кадре при его передаче.
Адресное поле может содержать от двух до десяти логических адресов. Простейшим случаем является адресное поле из двух адресов (два пользователя). Если пользователи находятся вне зона радиовидимости, то могут использовать радиомодемы других пользователей сети в качестве ретрансляторов. Таких ретрансляторов для одного логического канала может быть до восьми. Адреса ретрансляторов также присутствуют в адресном поле кадра. Таким образом поля адреса делится на три подполя: получателя, отправителя и ретранслятора. Формат адресного поля следующий:
Занесенные в него адреса могут состоять не более чем из шести символов. Если адрес состоит менее чем из шести символов, он дополняется соответствующим количеством пробелов.
После адреса в каждом подполе идет вторичный идентификатор пользователя (абонента) SSID (Secondary Station IDentifier). Это некоторое число от 0 до 15. Оно определяет уровень сервиса данного пользователя, например, что он имеет несколько станций пакетной радиосвязи, работающих в разных диапазонах, поддерживает функции электронного почтового ящика BBS, или является сетевым узлом - ретранслятором NET/ROM. Обычный пользователь работает без вторичного идентификатора или с идентификатором равным 1. Идентификатор BBS и узловой станции может быть равен значениям от 2 до 9. При прохождении кадра транзитом через узел NET/ROM вторичный идентификатор получает значения от 10 до 15, в зависимости от того, через сколько узловых станций он прошел.
Значение идентификатора в двоичном виде занимает четыре бита - со второго по пятый в байте, следующем после каждого адреса. Первый бит этого байта используется как признак конца адресного поля. Если он равен единице, то это признак последнего банта адресного поля. Для шестого и седьмого битов рассматриваемого байта нет определенного назначения, и они могут использоваться в отдельных сетях по усмотрению ее пользователей или администратора сети, если такой имеется.
Восьмой бит в последнем байте подполя отправителя и получателя всегда устанавливается в нуль. В подполе ретранслятора его устанавливают в единицу, если кадр прошел через ретранслятор, и в нуль, если нет. Установление бита ретранслятора необходимо для того, чтобы ретрансляторы, находящиеся в зоне радиовидимости друг друга, следовали очередности передачи кадров через себя и выполняли эту процедуру строго в порядке, указанном отправителем кадра.
Управляющее поле содержит информацию о типе кадра, которая используется для определения назначения сообщения. Протокол АХ.25 использует три основных типа кадров: I - информационные, содержащие информацию пользователя либо прикладного процесса; S - супервизорные (служебные), подтверждающие правильный прием кадра или содержащие запрос на выдачу очередного информационного кадра; U - ненумерованные кадры, управляющие запросами на соединение-разъединение.
Кроме того, управляющее поле содержит номер кадра, который ожидает принять радиомодем корреспондента-получателя. Для повторной передачи искаженных кадров используются механизм ARQ типа GBN и SR.
Информационное поле кадра содержит информационный пакет размером до 256 байт. При передачи текстовой информации в терминальном режиме информационное поле представляет собой последовательность символов пользователя, которые при приеме отображается на экране компьютера корреспондента.
Иногда первый байт информационного поля выступает в качестве самостоятельного подполя-идентификатора протокола. Это происходит при использовании сетевого (третьего) уровня протокола АХ.25 при прохождении пакета через станции NET /ROM.
Контрольное поле кадра, как и в других протоколах, служит для проверки правильности передачи данных. Формирование контрольного поля кадра происходит при использовании образующего полинома CRC-1 б ^x^=-c +х +х +1 в соответствии с алгоритмом, приведенным в Рекомендации ISO 3309, аналогично правилам формирования контрольного поля кадра протоколов HDLC и V.42. При приеме также подсчитывается контрольное поле, которое сравнивается с принятым значением. При несовпадении контрольных последовательностей осуществляется запрос повторной передачи кадра.
Физическая реализация радиомодемов
Типичная станция пакетной связи включает в себя компьютер (обычно портативный типа notebook), собственно радиомодем (TNC), приемопередатчик (радиостанция) УКВ или КВ-диапазона.
Современные интергальные радиомодемы выполнены в едином корпусе, содержащем контроллер портов, контроллер управления передатчиком, специализированный приемопередатчик с малым временем переключения прием/передача.
Компьютер взаимодействует с радиомодемом посредством одного из известных итерфейсов DTE-DCE. Практически всегда применяется последовательный интерфейс RS-232.
Передаваемые из компьютера в радиомодем данные могут быть либо командой, либо информацией, предназначенной для передачи по радиоканалу. В первом случае команда декодируется и исполняется, во втором - формируется кадр в соответствии с протоколом АХ.25. Перед непосредственной передачей кадра последовательность его битов кодируется линейным кодом без возврата к нулю NRZ-I (Non Return to Zeroln-verted). Согласно правила кодирования NRZ-I перепад физического уровня сигнала происходит в случае, когда в исходной последовательности данных встречается нуль.
Временная диаграмма, поясняющая процесс кодирования кодом NRZ-I приведена на следующем рисунке:
Пакетный радиомодем представляет собой
совокупность двух устройств: собственно модема и
собственно контроллера TNC. Контроллер и модем
связаны между собой четырьмя
линиями: TxD - для передачи кадров в коде
NRZ-I, RxD - для приема кадров от модема также в коде
NRZ-I, РТТ - для подачи сигнала включения
модулятора и DCD - для подачи сигнала занятости
канала с модема к контроллеру. Обычно модем и
пакетный контроллер конструктивно выполняются в
одном корпусе. Это и является причиной того, что
пакетные радиомодемы называют контроллерами TNC.
Перед передачей кадра контроллер включает модем с помощью сигнала по линии РТТ, а по линии TxD посылает кадр в коде NRZ-I. Модем модулирует получаемую последовательность в соответствии с принятым способом модуляции. Промодулированный сигнал с выхода модулятора поступает на микрофонный вход MIC передатчика.
При приеме кадров модулированная последовательностью импульсов несущая поступает с выхода EAR приемника радиостанции на вход демодулятора. С демодулятора принятый кадр в виде последовательности импульсов в коде NRZ-I поступает в контроллер пакетного радиомодема.
Одновременно с появлением в канале сигнала в модеме срабатывает специ альный детектор, вырабатывающий на своем выходе сигнал занятости канала. Сигнал РТТ, помимо включения модулятора, также выполняет функцию переключения мощности передачи. Обычно она реализуется посредством транзисторного ключа, который переключает приемопередатчик с режима приема в режим передачи.
В пакетной радиосвязи на базе типовых радиостанций применяются два способа модуляции для коротких и ультракоротких волн. На KB используется однополосная модуляция для формирования канала тональной частоты в радиоканале. Для передачи данных применяется частотная модуляция поднесущей в полосе частот телефонного канала 0,3 до 3,4 кГц. Значение частоты поднесущей может быть различной, а разнос частот всегда равен 200 Гц.
В таком режиме обеспечивается скорость передачи, равная 300 бит/с. В Европе обычно используется частота 1850 Гц для передачи "0" и 1650 Гц для "1".
В У KB диапазоне чаще работают на скорости 1200 бит/с при использовании частотной модуляции с разносом поднесущих частот 1000 Гц. Принято, что "0" соответствует частота 1200 Гц, а "1" - 2200 Гц. Реже в диапазоне УКВ применяют относительную фазовую модуляцию (ОФМ). В этом случае достигаются скорости передачи 2400, 4800, а иногда 9600 и 19200 бит/с.
В качестве примера в следующей таблице приведены сравнительные характеристики некоторых промышленно выпускаемых пакетных радиомодемов.
| Характеристика | РК-88 | РК-900 | DSP-2232 | СТЕК | АТМА |
| Скорость передачи, Кбит/с | 0,3,0,6,1.2, 2,4, 4,8. 9,6 | 0,3-19,2 | 0,3-19,2 | 1,2 | 2,4 |
| Объем ПЗУ, Кбит | 32 | 256 | 384 | ||
| Объем ОЗУ, Кбит | 64 | 64 | |||
| Выходной уровень, мВ | 5300 | 5-100 | 5-100 | ||
| Вес, кг | 1,1 | 2,84 | 1,7 | 4,5 | 1,5 |
| Габариты, мм | 191х152х38 | 300х305х89 | 305х249х74 | 330х270х90 | 220х270х45 |
10.4. Применение радиомодемов
Для успешного использования радиомодема необходимо правильное
Применение радиомодемов
Для успешного использования радиомодема необходимо правильное его подключение к компьютеру с одной стороны, и к радиостанции - с другой.
Для подключения радиомодема к компьютеру при использовании последовательного интерфейса RS-232 необходимо обратить внимание на правильность (одинаковость) установки параметров обмена между компьютером и радиомодемом: скорость, размер информационного символа (7 или 8 бит), четность (Even - четный бит, Odd - нечетный, Mark - всегда 1, Space - всегда 0) и число стоповых бит (1, 1,5 или 2). Эти параметры в радиомодемах устанавливаются DIP-переключателями, реже перемычками или программно.
Во многих современных моделях радиомодемов реализована автоматическая настройка на требуемую скорость обмена с компьютером. Особое внимание следует обратить на используемый протокол управления потоком: аппаратный или программный. При этом каждому из протоколов должен соответствовать свой соединительный кабель с соответствующей распайкой.
Радиомодем со встроенным контроллером является интеллектуальным устройством. Он выполняет множество функций и имеет свою систему команд. По этой причине не обязательно подключать к нему персональный компьютер, в простейшем случае достаточно терминала. Компьютер удобнее тем, что позволяет записывать в память принятую информацию, подготавливать к передаче данные и выполнять ряд других сервисных функций.
Для совместной работы радиомодема и компьютера, последний необходимо перевести в режим терминала с помощью любой из доступных терминальных программ. Такие программы существуют для любых типов компьютеров. Наиболее известными терминальными программами для IBM PC-совместимых компьютеров являются TELIX, PROCOMM, МТЕ, QMODEM и т.д. Использовать можно любую из них. Существуют и специализированные терминальные программы для пакетной связи, например, PC-Pacratt - для Windows, Мас-RATT - для компьютеров Macintosh, COM-Pacratt - для компьютеров Commodore. Также разработаны и имеются в продаже программы передачи факсов в пакетных радиосетях. Это программы AEA-FAX, АЕА WeFAX и ряд других. Продаваемые радиомодемы, как правило, комплектуются дискетой с терминальной программой.
Сдерживающим фактором применения для радиомодемов всего спектра программного обеспечения, разработанного для обычных модемов, является система команд управления радиомодема, отличная от набора АТ-команд.
Единого рецепта для подключения радиомодемов и радиостанций разных типов нет и быть не может. Однако можно сделать несколько общих замечаний.
Наиболее просто подключить радиостанцию, имеющую разъем для выносной гарнитуры, - устройства, совмещающего функции микрофона, телефона (громкоговорителя) и переключателя управления приемом/передачей радиостанции. В этом случае подключение сводится к изготовления соединительного кабеля от радиомодема к приемопередатчику. При этом, как и в любом другом случае, необходимо тщательно изучить техническую документацию как на радиомодем, так и на радиостанцию, особенно, касающуюся цепей коммутации.
Если радиостанция не имеет разъема для выносной гарнитуры, то придется либо отказаться от ее использования, либо вскрывать корпус и подключаться непосредственно к схеме станции, опять же руководствуясь документацией. Такая модернизация радиостанции является довольно сложным и рискованным делом и должна производится квалифицированными специалистами.
Это удобно, повышает безопасность, позволяет решать самые разнообразные задачи, в том числе контролировать ход производственных процессов и работу оборудования.
Именно в последних случаях часто приходится устанавливать в точках, значительно удаленных не только от проводных сетей связи, но зон покрытия мобильных операторов.
Сегодня только видеонаблюдение по радиоканалу может предложить огромную дальность связи, при этом позволяя устанавливать транслятор и приемник в условиях сложного рельефа.
Особенности радиорелейной связи в системах видеонаблюдения
Когда вспоминается радиорелейная связь — людям с техническим образованием приходят на ум громоздкие, высокие вышки, мощнейшие усилители и огромные расходы энергии. Сегодня это совсем не так.
Радиорелейные системы связи для решения задач видеонаблюдения, это:
- достаточно компактные и умеренно ресурсоемкие инженерные решения;
- возможность устанавливать трансляторы и приемники на крышах, любых опорах;
- оптимальное планирование инженерного решения станции передачи и приема, с устройствами наружного исполнения и оборудованием смешанного типа, с разделением функциональных узлов с возможностью их удобного размещения.
Организация радиорелейной связи имеет одно обязательное условие. Приемник и передатчик должны находиться в прямой видимости.
Кроме этого, при настройке канала передачи данных необходимо тщательное взаимное позиционирование антенн для получения стабильного сигнала и максимальной скорости трансляции.
Используемое оборудование
Если речь идет о передаче сигнала с сильно удаленных точек — необходимо проводить достаточно сложные работы установки профессионального оборудования и его настройки.
Сегодня для радиорелейных систем, чтобы эксплуатировать видеонаблюдение без проводов на больших расстояниях, используются:
- системы на оборудовании, использующем технологию передачи PDH. Образовываемые каналы считаются низко и среднескоростными. При этом стоимость необходимых устройств — достаточно доступна, а требования к условиям установки трансмиттера и приемника не отличаются строгостью;
- системы на технологии SHD — позволяют сформировать скоростные каналы. К примеру, с использованием оборудования уровня STM-16 видеопотоки можно транслировать со скоростью до 2.5 Гбит/с.
Все используемое для радиорелейной связи оборудование подразделяют на канальное (Half-Duplex) и магистральное (Full-Duplex).
При этом для нейтрализации помех, повышения устойчивости радиоканала в системах передачи используются сложные протоколы резервирования и формирования избыточности.
Однако сложное оборудование не всегда нужно среднестатистическому пользователю.
Видеонаблюдение без проводов готовые комплекты — предлагается в нескольких вариантах:
- как набор устройств, позволяющих сделать камеры видеонаблюдения без проводов из обычных, с передачей данных радиоканалом;
- как готовый комплект оборудования, где камеры, а иногда и — оснащены трансмиттерами, приемниками данных по радиочастотному сигналу.
Однако стоит помнить, что бытовое видеонаблюдение по радиоканалу комплект — очень капризное решение, с точки зрения среднестатистического пользователя.
Оно разработано для передачи сигнала на малые расстояния. Например, это может быть приемлемым вариантом для автомобиля, позволяя владельцу без технических навыков быстро ввести видеонаблюдение в строй.
Однако в доме, особенно с множеством стен и перегородок — над размещением камер придется подумать, а в некоторых местах сигнал просто не сможет пробиться через препятствия. То же самое можно сказать об охвате территории — с удаленных точек передача данных затрудняется.
Дальность передачи
Высокочастотное оборудование промышленного класса, работающее на частотах от 80 до 100 ГГц — имеет пиковую дальность передачи всего в несколько километров.
Расстояние между точками связи зависит от используемой несущей частоты.
К примеру:
- трансляторы в 5-8 ГГц обеспечат 50 и выше километров дальности уверенного приема сигнала;
- 70-80 ГГц — падение расстояния до 10 км;
- отдельно рассматриваются редко используемые станции 60 ГГц, сигнал которых из-за особенностей воздуха имеет сильный коэффициент затухания, общая дальность связи — до 8 км.
Сегодня на рынке представлено множество решений радиорелейной связи с рабочей частотой от 400 МГц до 100 ГГц.
Так, при тумане, дожде, мощные низкочастотные станции показывают 35 км устойчивого приема, а в хорошую погоду — до 80-100 км.
Преимущества и недостатки радиорелейной передачи видеосигнала
Радиорелейные системы - это удобно, надежно, выгодно. Начальные вложения, несмотря на достаточно высокую стоимость оборудования, окупаются сторицей.
Предлагаемые на рынке устройства работают надежно, рассчитываются на 30-40 лет эксплуатации в жестоких условиях с перепадами температур, влажности, действием ультрафиолета и атмосферных осадков.
При этом купить комплект оборудования, инженерное решение и требования энергообеспечения которого позволят оптимально решить задачу передачи сигнала на большое расстояние — не составит труда.
Недостатки радиорелейной связи отмечаются только пользователями, потребности которых значительно меньше возможностей оборудования.
К примеру, можно назвать минусами:
- Необходимость построения инфраструктуры (опор, мер, системы питания).
- Потребность в тонкой настройке направленного оборудования.
- Высокая для частного лица стоимость.
Как видно из перечисленного — ни один из минусов радиорелейных систем не может считаться значимым, если речь идет о контроле работы оборудования на удаленной точке или решении других важных задач.
Заключение
Трансляция сигнала видеокамер по радиоканалу - это удобно, даже если не вести речь о профессиональном оборудовании.
Сегодня на рынке представлены удобные решения для обычных частных пользователей. К примеру, можно купить готовый комплект из трансляторов и приемников, к которому подключаются обычные камеры для образования беспроводной сети.
Это удобно в автомобиле, квартире, частном доме, так как позволяет избежать сложных работ, ремонта и быстро ввести видеонаблюдение в эксплуатацию.
А для компаний, заинтересованных в мониторинге удаленных точек — не составит никакого труда подобрать оптимальный вариант профессионального оборудования радиорелейной связи.
Видео: Видеонаблюдение по радио каналу, ночная вылазка на крышу
Для передачи данных по каналам связи используют модемы, преобразующие цифровые сигналы из кодовой посылки в сигналы спектр которых нормирован и ограничен для телефонных модемов полосой 300 – 3400 Гц. В радиосвязи эта граница может быть различной, но для стандартных связных приемопередатчиков с шагом каналов 25 кГц полоса также ограничена пределами 300 – 3400 Гц. Однако для представления информации в телефонных модемах можно использовать как амплитудные, частотные так и фазовые вариации при том, что каждая из них может быть многоуровневой. При передаче по радиоканалу использовать одновременно АМ, ЧМ и ФМ невозможно, поэтому в радиомодемах используется либо ЧМ, либо ФМ, но очень редко АМ.
Виды модуляций:
Передача “0” на частоте
f 1 и “1” на f 2Рисунок 13
Переход с “1” на “0” и “0” на “1” приводит к разрыву фазы сигнала, что в свою очередь приводит к неоправданному
расширению спектра сигнала. Подобные методы модуляции используются только низкоскоростными системами передачи данных, например, в системе ГМССБ (Глобальная международная система спасения бедствующих) где передача идет со скоростью 300 Бод с частотой f 1 = 1750 Гц и f 2 = 1080 Гц. сигналПо сравнению с
FSC является более выгодным (с позиции спектра сигнала) поскольку непрерывная фаза предполагает незначительное расширение спектра выходного сигнала.
Рисунок 14
Но непосредственная модуляция частот ВЧ колебаний с другой стороны требует непосредственного вмешательства в работу передатчика с необходимостью калибровок модуляционной характеристики, соответственно передатчик должен быть специализированным.
сигналДля данных сигналов вводится понятие индекс:
где D
f=f 1 -f 2 ;1/Т – скорость передачи символов (Бит/с для двухуровневой системы или Бод)
Стандарты:
Стандарт | Частоты f 1 и f 2 , Гц | Разница частот D f, Гц | Скорость передачи |
Рисунок 15
Как видно на рисунке 15 произошло слитие фаз за счет кратности частот. В отличие от сигналов
FSC и CPFSC где колебания f 1 и f 2 и входной модулирующий сигнал были абсолютно не симметрированы в MSK модуляции необходимо обеспечить жесткую синхронность входной последовательности данных и формируемых колебаний с частотами f 1 и f 2 значения которых приведены в таблице (выше). Только в этом случае синусоиды с различными частотами оказываются “сшитыми” в точках перехода напряжения через 0. При этом скачки фазы отсутствуют и спектр такого сигнала оказывается ограниченным, и можно считать, что ширина спектра » скорости передачи.Формировать MSC колебания можно только с применением цифровых методов. Примерная структура формирователя
MSC сигнала изображена на рисунке 16. Счетчик двоичный суммирующий осуществляет перебор своих состояний по линейно нарастающему закону, который с помощью дополнительной ПЗУ может быть преобразован в синусоидальный. Логическая схема, входящая в состав счетчика формирует сигнал синхронизации, который может быть сформирован либо по окончанию периода счета счетчика, для частоты f 2 (нижней частоты) либо по окончанию двух периодов для частоты f 1 (верхняя частота), только наличие импульсов синхронизации обеспечивает синхронную возможность изменения модулирующего уровня, что в конечном счете приводит к формированию колебаний с нулевым фазовым сдвигом. Фильтр НЧ (на схеме не показан) включенный на выходе ЦАП устраняет ВЧ составляющие спектра, обеспечивая получения сигнала, близкого к синусоидальному.
Рисунок 16
Демодуляция
MSK сигналаОсновная проблема демодуляции
MSK сигналов заключена в том, что необходимо принимать решения о передаче “0” или “1” за половину периода следования сигнала MSC , что исключает принцип включения в тракт демодуляции узкополосных фильтров, выделяющих частоты f 1 и f 2 , амплитудные детекторы и т.д. Т.к. введение узкополосного фильтра предполагает наличие в сигнале квазистационарного процесса (100 … 1000 периодов) поэтому только цифровые методы анализа сигналов, использующие распознавание перехода через 0 входного сигнала в состоянии решить эту проблему .Структурная схема декодирующего устройства:
Рисунок 17
Обозначение на рисунке 17:
- Ф1 – входной полосовой фильтр, выделяющий сигналы в полосе частот MSK сигнала, тем самым искусственно повышается отношение сигнал/шум;
- ДП0 – детектор перехода через 0. Фиксирует переход через 0 входной последовательности
Каждый импульс, запускающий ЖМВ, формирует на выходе импульс сторого определенной длительности которая зависит от скорости передачи (1200, 2400, 4800). Причем каждый импульс запускает ЖМВ по новой, отменяя предыдущее состояние. Т.е. если передается одна последовательность MSK сигнала с большим периодом следования, то на выходе ЖМВ наблюдаются переходы в 0 с периодом следования импульсов, равным полу периоду НЧ-ого
MSC сигнала. Если на входе демодулятора присутствует ВЧ MSK сигнал, то импульсы следую очень часто, каждый раз запуская ЖМВ заново в результате переходов через 0 на выходе ЖМВ не наблюдается соответственно можно принять решение о передаче другого символа. ФНЧ (Ф2) и компаратор К1 решают эту задачу формируя на выходе “0” в первом случае и “1” во втором.На выходе компаратора К1 имеется асинхронная последовательность данных, обусловленная тем, что на вход устройства помимо
MSK сигнала воздействуют также различные шумы и помехи. Если эту последовательность данных подать на ЦФАПЧ можно получить стабильные во времени импульсы синхронизации, и с помощью триггера-защелки получить таким образом синхронную последовательность данных DATA-S . Особое место в в демодуляторе сигналов занимает процесс распознания несущей CD . Счетчик переходов подсчитывает все переходы через 0 на некотором временном интервале, формируя на выходе напряжение, пропорциональное количеству подсчитанных переходов. Интегратор усредняет это напряжение и компаратор К2 принимает решение по этому сигналу, формируя на выходе логическую единицу если количество переходов близко к ожидаемому. Либо формирует логический ноль, если число переходов значительно больше, в случае воздействия шумов, либо существенно меньше, в случае отсутствия MSC сигнала. Сигнал CD необходим для подтверждения достоверности детектируемых данных, если сигнал CD не активен, то выходные данные воспринимаются как воздействие шумов. При активном сигнале CD данные считаются достоверными. Сигнал CD может также использоваться для активизации всей системы обработки данных, которая по соображениям энергосбережения может быть переведена в режим ожидания (SLEEP, STANDBY).Формирование минимизированной по Гауссу последовательности (
GMSK)
Рисунок 18
Передавать цифровые данные по радиоканалу можно подавая непосредственно последовательность цифровых данных на модулятор ЧМ передатчика, однако даже при малой девиации частоты, которая составляет несколько Гц, спектр сформированного колебания будет крайне широк, это обусловлено крутыми фронтами переходов из одного логического состояния в другое. Управлять частотой задающего генератора можно только пропустив входную последовательность данных через фильтр, нормирующий спектр. В качестве такого фильтра используется Гауссовский фильтр.
Для определенности введено произведение ВТ, характеризующее частотные свойства фильтра:
,
где Т – скорость передачи символа;
В – полоса.
GMSK сигналах приняты следующие значения ВТ: 0,3 и 0,5.Модем для сигнала, минимизированного по Гауссу
Передача
GMSK сигналов предполагает непосредственное воздействие прошедших через Гауссовский фильтр цифровых сигналов на частотно-задающие схемы. Передатчик не может быть стандартным. При этом к тракту передачи (приема) выдвигаются дополнительные требования:- полоса пропускания тракта модуляции должна быть расширена вниз вплоть до постоянного тока, что затрудняет построение усилительных трактов, предъявляет повышенные требования к стабильности и линейности ЧМ и ЧД, характеристики которых должны быть строго нормированы. Любые несоответствия частот приема и передачи приводят к появлению ошибок. АЧХ и ФЧХ тракта передачи и тракта УПЧ должны быть линейны.
Одним из способов решения проблемы передачи НЧ составляющих является рандомизация сигнала:
Рисунок 19
ПСП – генератор псевдослучайной последовательности. Сигнал, передаваемый по каналу связи свободен от постоянной составляющей, поскольку даже последовательность 11111111111…. После сложения по модулю 2 с сигналом ПСП становиться случайным, восстановить исходную последовательность можно сложив по модулю 2 принятую последовательность с точно таким же сигналом ПСП. Основная проблема состоит в синхронизации генератора ПСП. Схемное решение представленное на рисунке 19 позволяет получить самосинхронизирующуюся псевдослучайную последовательность на приемном конце т.к. ядро генератора ПСП в обоих точках одинаково. Важно при этом, чтобы тактирующие импульсы в обоих точках следовали с одинаковой частотой. На приемном конце тактирующие импульсы вырабатываются цифровыми системами ФАПЧ по аналогии с демодуляторами
MSC рассмотренными ранее.
