Thursday, March 27, 2008

Rádiové a mobilní komunikace
Z uvedených průběhů
vyplývá, že s poklesem
normované šířky pásma 0 B B
pod hodnotu 1 klesá velice
rychle i normovaná přenosová
kapacita 0 B C , zatímco poměr
signál-šum N S se prudce
zvyšuje. Tato oblast
(vyznačená v obrázku tmavě)
charakterizuje současné, tzv.
úzkopásmové
radiokomunikační systémy,
které pracují s poměrem
signál-šum mnohem větším
než 1, avšak jejich normovaná
přenosová kapacita je hodně
vzdálená od dosažitelného
maxima Hz s bit B C . / 443 , 1 0 = . Pro normovanou šířku pásma větší než 1 se normovaná
přenosová kapacita začíná pozvolna blížit teoretickému maximu a poměr signál-šum se
zmenšuje pod hodnotu 1. Tato část obrázku charakterizuje perspektivní, tzv. širokopásmové
radiokomunikační systémy, které se označují jako systémy s rozprostřeným spektrem nebo
systémy s kódovým multiplexem CDMA (Code Division Multiple Access).

Tuesday, March 25, 2008

Praktické pokusy při realizaci optimálních metod kódování i modulace však vedou
k extrémnímu nárůstu složitosti použitých obvodů.
Jak vyplývá ze vztahu (1.4), lze požadovanou kapacituC systému dosáhnout různými
kombinacemi hodnot parametrů B , S a N . Stejné kapacity C systému lze dosáhnout buď
s malou šířkou pásma B a velkým poměrem signál-šum na vstupu přijímače (tj. použitím
velkých vysílacích výkonů a vysílacích antén s velkým ziskem) nebo s velkou šířkou pásma
B a malým poměrem signál-šum na vstupu přijímače (systémy s malými vysílacími výkony).
Střední hodnotu výkonu šumu N lze vyjádřit pomocí spektrální výkonové hustoty šumu
0 N vztahem
0 . N B N = . (1.5)
Zavedením nové veličiny 0 B můžeme pro střední hodnotu výkonu signálu S psát
0 0 . N B S = . (1.6)

Z uvedeného vztahu vyplývá, že nová veličina 0 B je šířka pásma radiokomunikačního kanálu,
při které je střední hodnota výkonu šumu N rovna střední hodnotě výkonu signálu S , tj.
poměr signál-šum je roven jedné. Dosazením (1.7) do (1.4) a dělením celé rovnice veličinou
0 B dostáváme normovaný tvar Shannonova - Hartleyova vztahu



 + = 


 
+
=
x
x
B
B
B
B
B
C 1 1 log . 1 log . 2
0
2
0 0
, (1.8)
kde
0 B
C ............. je normovaná přenosová kapacita,
0 B
B x = ...... je normovaná (poměrná) šířka pásma.
Poněvadž normovaná přenosová kapacita závisí podle (1.8) již pouze na jediné proměnné,
kterou je normovaná šířka pásma, lze tuto závislost znázornit graficky, jak je uvedeno na
obr. 1.3 (křivka vycházející z počátku). Ve stejném obrázku je nakreslena i závislost poměru
signál-šum na normované šířce pásma, daná vztahem (1.7).

Wednesday, March 19, 2008

Podle použitého systému
mohou být zabezpečeny nejen jednotlivé bity, ale i celé byty (paritní kódy, konvoluční kódy,
Fireho kód, blokový Reedův – Solomonův kód, aj.). Nedílnou součástí kanálového kódování
bývá tzv. prokládání (interleaving), jehož cílem je zabezpečit signál proti shlukům chyb.
Blokové schéma digitálního radiokomunikačního systému
Po těchto úpravách je signál přiváděn do modulátoru, kde je vhodnou digitální
modulací modulován na nosnou. Nejčastěji se používá fázové a frekvenční klíčování (PSK,
FSK) v různých modifikacích (QPSK, O-QPSK, π/4 QPSK, GMSK, aj.). Při použití
vícestavových modulací lze dosáhnout vyšších přenosových rychlostí signálu, ovšem za cenu
složitějšího a tím i dražšího demodulátoru. Modulovaný signál je veden do
vysokofrekvenčního výkonového stupně za nímž následuje vysílací anténa, kterou je signál
vyzářen do volného prostoru.
Na přijímací straně je signál přicházející z přijímací antény zesílen ve
vysokofrekvenčním zesilovači a dále veden do demodulátoru, dekodéru kanálu a dekodéru
zdroje. V těchto obvodech se inverzními postupy získá signál původní (je rekonstruován do
nejpravděpodobnější podoby s původním signálem), který je přiváděn do koncového stupně.
V reálném radiokomunikačním systému nelze přenést za jednotku času neomezené
množství informace. Poněvadž v každém systému je přítomen šum (uvažujme pouze aditivní
bílý Gaussovský šum), který nedovoluje na přijímací straně rozlišovat jemnější změny
užitečného signálu než je jeho vlastní úroveň, může být systémem přeneseno pouze takové
množství informace, které nepřesáhne jeho přenosovou kapacitu. Přenosová kapacita C
radiokomunikačního systému je množství informace vyjádřené v bitech, jež může být
přeneseno komunikačním kanálem daného systému za 1 sekundu. Je určena Shannonovým -
Hartleyovým vztahem.

Monday, March 17, 2008

Schéma radiokomunikačního systému

Obecné schéma radiokomunikačního systému
Digitální radiokomunikační systém, se
skládá z vysílače, jehož základními bloky jsou kodér zdroje, kodér kanálu a modulátor, a
přijímače, jehož základními bloky jsou demodulátor, dekodér kanálu a dekodér zdroje. Signál
mezi vysílačem a přijímačem prochází rádiovým komunikačním kanálem, který tvoří volné
prostředí v němž je informace přenášena pomocí rádiových vln. Parametry rádiového
komunikačního kanálu můžeme rozdělit na náhodné, například aditivní bílý Gaussovský šum
– AWGN, rušení, únik, aj., a nenáhodné, například zpoždění signálu, fázový posuv signálu,
aj.
Signál z výstupu zdroje signálu je veden do kodéru zdroje, kde je snížena (případně
odstraněna) jeho redundance a irelevance, což se projeví ve snížení jeho přenosové rychlosti.
V případě, že výstupní signál ze zdroje signálu je analogový, bývá součástí kodéru zdroje i
analogově–digitální převodník převádějící analogový signál na digitální. Kodér zdroje se
Rádiové a mobilní komunikace
využívá především při přenosu hovorových a obrazových signálů (parametrické zdrojové
kódování, zdrojové kódování tvaru vlny, transformační kódování, aj.).
Za kodérem zdroje následuje kodér kanálu, ve kterém je signál zabezpečen proti
chybám při přenosu, a to záměrným zvýšením redundance, což má za následek nepatrné
zvýšení jeho přenosové rychlosti. Stupeň ochrany bývá různý.

Thursday, March 13, 2008

Podle možnosti přístupu veřejnosti k poskytovaným službám dělíme dále systémy PPS
na systémy veřejné a neveřejné, které lze podle druhu služby poskytovanou účastníkovi ještě
rozdělit následujícím způsobem.
Veřejné systémy PPS :
Veřejné radiotelefonní systémy (např. GSM, .....)
Systémy pro bezšňůrové telefony (např. DECT .....)
Veřejný rádiový paging (např. ERMES .....)
Veřejné datové systémy (např. MOBITEX .....)
Neveřejné systémy PPS :
Hromadné radiotelefonní systémy (např. TETRA .....)
Dispečerské systémy
Neveřejný rádiový paging
Neveřejné datové systémy
Speciální systémy
Neveřejné systémy jsou určeny pro uzavřené skupiny uživatelů, jako jsou bezpečnostní
složky, hasiči, záchranná služba, energetika, ale i stavební podniky, dopravní podniky atd.
Typické pro tuto kategorii je, že systémy nejsou běžně a trvale připojeny do veřejných
telekomunikačních sítí. Pokud to některé služby vyžadují, je propojení na telekomunikační
sítě možné, ale pouze v jednom směru, případně je zprostředkováno dispečerem.
Uvedené rozdělení systémů však v současné době začíná ztrácet na významu neboť
stále častěji a ve větší míře se začínají radiotelefonní systémy a sítě používat k přenosu
„klasických“ datových signálů a naopak datové systémy a sítě se začínají používat i k přenosu
digitalizovaných hovorových signálů. Při přenosu hovorových signálů v datových sítích
(Voice over Data networks – VoD) lze rozlišit způsoby VoFR (Voice over Frame Relay),
VoATM (Voice over ATM) a VoIP (Voice over IP). Přestože přenos VoD není zatím masově
rozšířen, je považován za velice perspektivní, především pro vysoce efektivní využití
přenosové kapacity sítě. Naopak přenos datových signálů v radiotelefonních sítích (Data over
Voice – DoV) je v současné době již rozšířen do takové míry, že v nejbližší době jeho objem
přesáhne objem přenosu hovorových signálů.

Tuesday, March 11, 2008

Na základě mezinárodního přidělení kmitočtových pásem jednotlivým službám
(obsaženém v článku 8, oddílu IV, Radiokomunikačního řádu vydaného ITU), stanovil ČTÚ
s platností od 1.10.1997 pravidla užívání kmitočtového spektra v České republice. Tato
Národní kmitočtová tabulka tedy upravuje užívání kmitočtového spektra v rozsahu od
9 kHz do 105 GHz na území, ve vzdušném prostoru a na vnitrozemských vodních cestách
České republiky, uvádí rozdělení kmitočtového spektra na jednotlivá pásma, přidělení těchto
pásem jednotlivým radiokomunikačním službám a stanovuje vztah českých uživatelů k těmto
pásmům. Ukázka struktury jedné strany Národní kmitočtové tabulky je uvedena v tab. 1.4.
75°
60°
40°
30°
20°

20°
30°
40°
60°
75°
60°
40°
30°
20°

20°
30°
40°
60°
140° 160° 100° 120° 60° 80° 20° 40° 0° 20° 40° 60° 80° 100° 120° 140° 160° 180° 170°
140° 160° 100° 120° 60° 80° 20° 40° 0° 20° 40° 60° 80° 100° 120° 140° 160° 180° 170°
A B C
A B C
Oblast 1
Oblast 2
Oblast 3 Oblast 3
Obr. 1.1: Rozdělení světa na tři Oblasti
10 Rádiové a mobilní komunikace
Tab. 1.3: Ukázka struktury jedné strany Kmitočtové tabulky
MHz
890 – 1 240
Přidělení službám
Oblast 1 Oblast 2 Oblast 3
890 – 942
PEVNÁ
POHYBLIVÁ kromě
letecké pohyblivé
ROZHLASOVÁ S5.322
Radiolokační
890 – 902
PEVNÁ
POHYBLIVÁ kromě
letecké pohyblivé
Radiolokační
S5.318 S5.325
890 – 942

Tuesday, March 4, 2008

pravidla jsou obsažena v publikaci s názvem Národní kmitočtová tabulka – NKT, která
mimo jiné obsahuje
• přehled názvosloví, které je převzato z Radiokomunikačního řádu,
• tabulku přidělení kmitočtových pásem pro všechny tři Oblasti,
Rádiové a mobilní komunikace 9
• tabulku národního přidělení kmitočtových pásem – uvádí se v ní dolní a horní mez
kmitočtového pásma, možné přidělení pásma v ČR podle Radiokomunikačního řádu,
skutečné přidělení pásma v ČR, přehled hlavních uživatelů a poznámky technického a
správního charakteru, které blíže informují o možnostech a technických podmínkách
využití kmitočtového úseku a odkazují na příslušná doporučení, rozhodnutí, kmitočtové
plány a generální povolení,
• poznámky k tabulce přidělení kmitočtových pásem – doslovný překlad poznámek,
publikovaných v Radiokomunikačním řádu,
• zásady vnitrostátní a mezinárodní koordinace využívání kmitočtů.