Основные разделы

Цифровая командная радиолиния КИМм-ОФМ-ФМ

Системы, обеспечивающие передачу дискретной информации, часто называют цифровыми, так как передаваемая этими системами информация может рассматриваться как последовательность чисел, выраженных в удобной для практического применения форме. Цифровые системы передачи информации называют кодовыми системами или системами с кодово-импульсной модуляцией.

Передача информации в цифровой (дискретной) форме имеет ряд достоинств по сравнению с передачей в аналоговой (непрерывной) форме. Наиболее существенными являются:

· возможность автоматизации обработки информации;

· универсальная форма представления сообщений различной физической природы и, как результат этого, гибкость систем, позволяющая, заменив программу работы, применять одно и то же оборудование для разных целей;

· высокие качественные показатели работы систем;

· возможность объединения отдельных систем в более крупные системы и комплексы.

Достоинства систем передачи цифровой информации связаны со значительным усложнением схем и технологии изготовления аппаратуры, а также с необходимостью использования более широкой полосы частот по сравнению с аналоговыми системами. Однако в настоящее время усложнение аппаратуры не является принципиальным препятствием. Развитие теории и техники «сжатия информации» позволяет в ряде случаев существенно повысить эффективность использования отводимой полосы частот для цифровых систем.

В настоящее время передача информации в цифровой форме находит широкое применение в решении самых различных задач связи, телеметрии и управления. Особенно важное значение системы передачи цифровой информации приобрели в таких областях, как передача данных, космическая связь и управление.

Бурное развитие ракетно-космической техники поставило перед техникой радиосвязи ряд совершенно новых задач. К их числу относятся:

· обеспечение устойчивой и надёжной связи на различных дальностях;

· передача с борта управляемых объектов на пункты приёма большого количества разнообразной информации о состоянии и работе систем и агрегатов этих объектов, а также о различных процессах, происходящих в окружающем пространстве;

· управление режимом работы объектов путём передачи командной информации с Земли на борт объекта.

Как правило, большинство систем связи являются совмещёнными, то есть представляют собой сложные комплексы, позволяющие одновременно решать задачи связи, телеметрии, измерения параметров движения (траекторные измерения) и управления. К таким системам связи предъявляются жёсткие требования к надёжности работы, высокой точности передачи информации, массогабаритным показателям и т.д. Реализовать такие требования можно только методами и средствами цифровой техники.

Необходимость достоверного приёма информации при больших дальностях и жёстких ограничениях на габаритные размеры и массу радиоаппаратуры в значительной мере определяет всю структуру радиолинии. Как правило, приёмный тракт должен проектироваться таким образом, чтобы в нём практически отсутствовало подавление сигнала шумом. Этого можно достичь, например, если на входе нелинейных элементов (детекторов) обеспечить значительное превышение мощности сигнала над шумом. В реальных радиолиниях такие условия сравнительно просто создаются при импульсных методах модуляции сигнала, например при ВИМ-АМ. Однако в ряде случаев импульсные сигналы оказываются неудобными для применения. Прежде всего необходимость получения большой мощности создаёт дополнительные трудности при проектировании бортовых передатчиков. Кроме того, импульсный режим затрудняет совмещение линий передачи информации с траекторными измерениями, поскольку он малопригоден для точного измерения скорости по доплеровскому смещению частоты. По этим причинам широкое применение находят непрерывные радиосигналы со сравнительно небольшой мощностью на входе приёмного устройства. Чтобы такой сигнал не подавлялся шумом, для его демодуляции применяют линейные параметрические схемы - синхронные (или фазовые) детекторы.

В большинстве случаев непрерывный радиосигнал используется для передачи цифровой информации. Поэтому на первой ступени чаще всего имеет место кодово-импульсная модуляция (КИМ). Сигнал КИМ представляет собой последовательность импульсов (и пауз), сгруппированных в кодовые слова, каждое из которых соответствует передаваемому числу. Каждый разряд этого числа связан с определённой временной позицией в кодовом слове. Значение символа задаётся амплитудой видеоимпульса. Применяются сигналы с двумя ступенями модуляции (КИМ-ФМ, КИМ-ЧМ), при которых последовательность символов (КИМ) непосредственно модулирует несущую. Существуют также трёхступенчатые методы модуляции с поднесущими (КИМ-ЧМ-ФМ, КИМ-ФМ-ФМ). Непосредственная модуляция несущей позволяет более экономно расходовать полосу частот, отведённую для радиолинии. Такие сигналы более пригодны для высоких скоростей передачи информации, что наиболее характерно для линий сравнительно малой протяжённости (до нескольких тысяч километров). На таких линиях при реальных мощностях и размерах антенн достигается скорость передачи информации порядка миллиона двоичных символов в секунду. Наличие в сигнале поднесущих соответственно расширяет полосу занимаемых частот. Однако такая структура сигнала оказывается более удобной для построения демодуляторов, особенно в совмещённых радиолиниях. На поднесущих может быть создана ещё дополнительная частотная селекция, защищающая радиолинию от сосредоточенных помех. Сигналы с поднесущими наиболее характерны для радиолиний дальнего космоса с протяжённостью в сотни миллионов километров. На таких дальностях может быть достигнута скорость передачи информации порядка тысяч двоичных символов в секунду.

Прочитайте еще и эти статьи:

Технология сотовой связи в стандарте GSM
Сотовая связь - один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых ...

Широкополосный усилитель
Современная электроника предъявляет высокие требования к качественным показателям усилительных устройств. Несмотря на существующее многообразие типов ИМС, рассматриваемых как активные усилительные элементы, использование транзисторов во многих ...