통신 시스템. 네트워크 및 통신 시스템의 기본 개념 정보 전송 속도

· 강의 27. 통신 컴퓨팅 시스템 구축의 원리.

소개

통신서로 일정 거리 떨어져 있는 경우가 많은 정보 배열을 연결하는 기술로 정의할 수 있습니다. 현재 통신 분야에서는 다음 두 가지 측면에 영향을 미치는 혁명이 일어나고 있습니다. 빠른 변경통신 기술의 변화와 마찬가지로 통신 서비스의 소유권, 통제 및 제공에 있어서도 중요한 변화가 있습니다. 오늘날의 관리자는 다양한 통신 기술의 기능과 이점을 이해하고 통신을 올바르게 사용하는 데 따른 비용과 이점을 평가할 수 있어야 합니다.

통신 시스템한 장소에서 다른 장소로 데이터를 전송할 목적으로 단일 시스템에 연결된 하드웨어 및 소프트웨어 호환 장비 세트입니다. 통신 시스템은 텍스트, 그래픽, 음성 또는 비디오 정보를 전송할 수 있습니다. 이 장에서는 통신 시스템의 주요 구성 요소에 대해 설명합니다. 다음 섹션에서는 이러한 구성 요소가 함께 작동하여 다양한 유형의 네트워크를 형성하는 방법을 설명합니다.

일반적인 통신 시스템에는 서버, 사용자 컴퓨터, 통신 채널(그림에서 빨간색 선으로 표시됨)은 물론 활성 장비(모뎀, 허브 등)가 포함됩니다.

2. 통신 시스템 구성 요소

통신 시스템의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

1. 정보를 저장하고 처리하는 서버입니다.

2. 데이터베이스에 쿼리를 입력하고, 쿼리 결과를 수신 및 처리하고, 정보 시스템의 최종 사용자를 위한 기타 작업을 수행하는 데 사용되는 워크스테이션과 사용자 PC입니다.

3. 통신 채널은 정보를 보내는 사람과 받는 사람 사이에 데이터가 전송되는 통신 회선입니다. 커뮤니케이션 채널 사용 다양한 방식데이터 전송 매체: 전화선, 광섬유 케이블, 동축 케이블, 무선 및 기타 통신 채널.

4. 활성 장비 - 모뎀, 네트워크 어댑터, 허브, 스위치, 라우터 등 이러한 장치는 데이터를 전송하고 수신하는 데 필요합니다.

5. 회로망 소프트웨어, 데이터 전송 및 수신 프로세스를 제어하고 통신 시스템의 개별 부분의 작동을 제어합니다.

통신 시스템 기능

한 지점에서 정보를 전송하고 다른 지점에서 이를 수신하려면 통신 시스템은 대부분 사용자에게 숨겨져 있는 일부 작업을 수행해야 합니다. 통신 시스템이 정보를 전송하기 전에 송신(송신) 당사자와 수신(수신) 당사자 사이에 연결을 설정해야 합니다. 그런 다음 데이터 전송을 위한 최적의 경로를 계산하고, 전송된 정보의 초기 처리를 수행하고(예: 메시지를 보낸 사람에게 메시지가 전송되고 있는지 확인해야 함) 컴퓨터의 전송 속도를 지원되는 속도로 변환합니다. 통신선. 마지막으로 통신 시스템은 전송되는 정보의 흐름을 제어합니다.

네트워크 장치그리고 의사소통 수단.

가장 일반적으로 사용되는 통신 수단은 연선, 동축 케이블 및 광섬유 회선입니다. 케이블 유형을 선택할 때 다음 표시기를 고려하십시오.

· 설치 및 유지 관리 비용,

· 정보 전송 속도,

· 추가 증폭기-중계기(중계기) 없이 정보 전송 거리 제한,

· 데이터 전송의 보안.

주요 문제는 이러한 지표를 동시에 보장하는 것입니다. 예를 들어 최고 데이터 전송 속도는 가능한 최대 데이터 전송 거리에 의해 제한되어 필요한 데이터 보호 수준을 보장합니다. 케이블 시스템의 쉬운 확장성과 확장 용이성은 비용에 영향을 미칩니다.

3. 통신망의 종류.

능동 및 수동 네트워크 장비를 구성하여 함께 작동하는 방법은 다양하므로 네트워크를 분류하는 방법도 다양합니다. 네트워크는 구성 또는 네트워크 토폴로지에 따라 분류될 수 있습니다. 네트워크는 지리적 규모에 따라 글로벌 네트워크와 로컬 네트워크로 구분됩니다. 글로벌 네트워크, 일반적으로 1-2에서 수십만 킬로미터에 이르는 상당히 넓은 영역을 다룹니다. 로컬 네트워크는 하나 이상의 건물의 컴퓨터 리소스를 결합합니다. 이 부분에서는 다양한 유형의 컴퓨터 네트워크에 익숙해지게 됩니다.

로컬 네트워크

로컬 네트워크 , LAN(때때로 근거리 통신망(LAN)이라고도 함) - 근거리 통신망(LAN) - 작은 공간, 일반적으로 하나의 건물 또는 인근 건물 여러 개를 포괄합니다. 대부분의 로컬 네트워크는 서로 600m 이내의 거리에 있는 컴퓨터를 연결하며, 로컬 네트워크에는 자체 통신 채널이 필요합니다(대부분 연선 또는 동축 케이블이 사용됨). 로컬 네트워크는 비즈니스에 폭넓게 적용됩니다. 이를 통해 조직은 생산성과 관리 효율성을 크게 향상시키는 애플리케이션을 구현할 수 있습니다. 이러한 애플리케이션에는 우선 모든 유형의 이메일(일반, 문자, 음성 및 영상 메일), 텔레비전 및 화상 회의, 인터넷 기술이 포함됩니다. 오늘날 로컬 네트워크가 없는 사무실은 상상하기 어렵습니다. LAN을 통해 조직은 소프트웨어와 고가의 하드웨어를 공유할 수 있습니다. 예를 들어, 로컬 네트워크로 연결된 여러 컴퓨터의 사용자는 네트워크에 연결된 하나의 레이저 또는 잉크젯 프린터를 공유할 수 있습니다. 네트워크는 집단 계획 애플리케이션과 함께 작동하고 분산 컴퓨팅을 구성하는 데 사용됩니다.

네트워크가 없으면 조직이 인터넷 액세스를 공유하는 것은 불가능합니다. 일반적으로 조직에는 ISP(인터넷 서비스 공급자)에 직접 연결된 컴퓨터가 한 대만 있습니다. 다른 컴퓨터의 사용자가 World Wide Web에서 작업할 수 있도록 게이트웨이 역할을 하는 특수 소프트웨어가 컴퓨터에 설치되어 사용자를 대신하여 인터넷에 요청합니다. 밀라노에 있는 Michelin Corporation의 직원은 주로 이메일 교환은 물론 텍스트 및 그래픽 정보의 공동 처리를 위해 로컬 네트워크를 사용합니다. UTP5 케이블을 기반으로 구축된 케이블 시스템은 200대 이상의 컴퓨터가 연결된 여러 허브를 연결합니다. 네트워크에는 강력한 프로세서와 대용량 하드 드라이브를 갖춘 Compaq ProLiant 서버는 물론 Olivetti 워크스테이션과 개인용 컴퓨터도 사용됩니다. 각 사무실에는 네트워크 레이저 프린터가 있습니다. 밤에는 건물에 직원이 없을 때 모든 중요한 정보가 서버 중 하나가 장착된 백업 시스템에 의해 복사됩니다. 이를 통해 중요한 데이터가 손실될 위험이 줄어듭니다. Michelin Corporation의 전체 밀라노 지점은 회사의 로컬 네트워크와 인터넷 제공업체와의 광섬유 통신 채널 간의 게이트웨이 역할을 하는 컴퓨터 중 하나를 통해 인터넷에 연결됩니다. 인터넷에 대한 지속적인 연결 덕분에 Michelin Corporation의 밀라노 지점은 토리노에 있는 Michelin Corporation 본사에 위치한 메인프레임과 언제든지 연결을 설정할 수 있습니다.

4. 컴퓨터 네트워크 토폴로지.

스타 토폴로지.

스타 네트워크 토폴로지의 개념은 헤드 머신이 활성 처리 노드로서 주변 장치로부터 모든 데이터를 수신하고 처리하는 메인프레임 컴퓨터 분야에서 유래되었습니다. 이 원칙은 RELCOM 이메일과 같은 데이터 통신 시스템에 사용됩니다. 두 주변 워크스테이션 사이의 모든 정보는 컴퓨터 네트워크의 중앙 노드를 통과합니다.

네트워크 처리량은 노드의 컴퓨팅 성능에 따라 결정되며 각 워크스테이션에 대해 보장됩니다. 데이터 충돌이 없습니다.

워크스테이션 간의 데이터 전송은 해당 워크스테이션에서만 사용되는 별도의 회선을 통해 중앙 노드(성능이 좋은 경우)를 통과하기 때문에 스타 토폴로지는 모든 컴퓨터 네트워크 토폴로지 중에서 가장 안정적입니다.

링 토폴로지.

링 네트워크 토폴로지를 사용하면 워크스테이션이 원형으로 서로 연결됩니다. 워크스테이션 1 워크스테이션 2, 워크스테이션이 있는 워크스테이션 3

4 등 마지막 워크스테이션이 첫 번째 워크스테이션에 연결됩니다. 통신 링크는 링 형태로 닫혀 있습니다.

한 워크스테이션에서 다른 워크스테이션으로 케이블을 배치하는 것은 매우 복잡하고 비용이 많이 들 수 있습니다. 특히 워크스테이션이 지리적으로 링에서 멀리 떨어져 있는 경우(예: 일렬로 늘어서 있는 경우) 더욱 그렇습니다.

링 토폴로지의 주요 문제점은 각 워크스테이션이 정보 전송에 적극적으로 참여해야 하며, 그 중 하나라도 장애가 발생하면 전체 네트워크가 마비된다는 점입니다.

링 토폴로지의 특별한 형태는 논리적 링 네트워크입니다. 물리적으로는 스타 토폴로지를 연결하여 장착됩니다.

버스 토폴로지.

버스 토폴로지에서 정보 전송 매체는 모든 워크스테이션이 액세스할 수 있는 통신 경로의 형태로 표현되며 모든 워크스테이션이 연결되어야 합니다. 모든 워크스테이션은 네트워크의 모든 워크스테이션과 직접 통신할 수 있습니다.

전체 컴퓨터 네트워크의 작동을 중단하지 않고도 워크스테이션을 언제든지 연결하거나 연결을 끊을 수 있습니다. 컴퓨터 네트워크의 기능은 개별 워크스테이션의 상태에 의존하지 않습니다.

이더넷 버스 네트워크의 표준 상황에서는 종종 사용됩니다. 얇은 케이블또는 티 커넥터가 있는 Cheapernet 케이블. 이러한 네트워크를 종료하고 특히 연결하려면 버스 중단이 필요하며, 이로 인해 정보 순환 흐름이 중단되고 시스템이 정지됩니다.

LAN의 트리 구조.

컴퓨터 네트워크의 잘 알려진 토폴로지인 링, 스타, 버스와 함께 트리 구조와 같은 결합 구조도 실제로 사용됩니다. 주로 위에서 언급한 컴퓨터 네트워크 토폴로지들의 조합 형태로 구성된다. 컴퓨터 네트워크 트리의 기본은 정보의 통신 라인(트리 가지)이 수집되는 지점(루트)에 있습니다.

트리 구조의 컴퓨터 네트워크는 기본 네트워크 구조를 직접 적용하는 데 사용됩니다. 순수한 형태. 다수의 워크스테이션을 연결하기 위해 어댑터 보드에 따라 네트워크 증폭기 또는 스위치가 사용됩니다. 앰프 기능을 동시에 갖는 스위치를 액티브 허브라고 합니다.

5. 모뎀

원격 컴퓨터를 서로 연결하기 위해 대부분의 주에서 다소 광범위한 영역을 포괄하는 일반 전화 네트워크를 주로 사용합니다. - PSTN(Public Switchable Tele-phone)

회로망). 이 경우 유일한 문제는 컴퓨터가 작동하는 디지털(이산) 신호를 아날로그(연속) 신호로 변환하는 것입니다.

모뎀이라는 장치는 이 문제를 해결하도록 설계되었습니다.

모뎀은 전화 네트워크를 통해 다른 컴퓨터와 정보를 교환하도록 설계된 주변 장치입니다. GOST 용어에 따르면 UPS(신호 변환 장치)라고 합니다. 실제로 모뎀은 변조기와 복조기라는 두 개의 노드로 구성됩니다. 정보 신호의 변조 및 복조를 수행합니다. 실제로 "모뎀"이라는 단어는 다른 두 단어의 약어입니다.

변조기/복조기.

즉, 모뎀 변조기는 컴퓨터의 비트 스트림을 전화 통신 채널을 통한 전송에 적합한 아날로그 신호로 변환합니다. 모뎀 복조기는 반대 작업을 수행합니다. 즉, 신호를 변환합니다. 오디오 주파수컴퓨터가 이해할 수 있도록 디지털 형식으로 변환합니다. 따라서 전송하려는 데이터는 모뎀 변조기에 의해 아날로그 신호로 변환됩니다.<передающего>컴퓨터. 회선의 반대편 끝에 위치한 수신 모뎀은<слушает>전송된 신호를 복조기를 사용하여 다시 디지털로 변환합니다.

따라서 모뎀은 데이터 전송과 수신이 모두 가능한 장치입니다.

전화선은 데이터 전송 매체로 사용되기 때문에 지구상 어느 지점과도 통신이 가능합니다.

최신 모뎀은 모뎀의 거의 모든 기능을 수행하는 특수 LSI(대형 집적 회로)를 기반으로 만들어집니다. 이는 작은 크기, 높은 신뢰성 및 모뎀 사용 용이성을 보장합니다.

최근 몇 년 동안 모뎀은 2400, 9600 및 14400bps의 전송 속도에서 가장 널리 사용되었지만 이러한 유형의 모뎀은 더 낮은 속도(1200, 4800, 7200, 12000bps)의 전송뿐만 아니라 대량의 데이터와의 상호 작용을 허용합니다. 모뎀이 더 많아요 초기풀어 주다.

현재 모뎀이 수행하는 작업에는 전송 중 오류 방지 기능과 데이터 압축 기능이 포함되어 있어 정보 전송의 신뢰성과 속도가 획기적으로 향상되었습니다. 데이터 압축 덕분에 모뎀을 사용한 디지털 정보의 실제 전송 속도를 40-60Kbps까지 높일 수 있습니다.

최근 모뎀은 컴퓨터의 필수적인 부분이 되었습니다.

컴퓨터에 모뎀을 설치하면 실제로 새로운 세상이 열립니다. 귀하의 컴퓨터는 독립 실행형 컴퓨터에서 글로벌 네트워크로 전환됩니다.

사용된 문헌 목록입니다.

1. Sukhman S.M., Bernov A.V., Shevkoplyas B.V. 통신 시스템의 구성 요소. 엔지니어링 솔루션 분석. – M .: MIET, 2002. – 220p.

2. 컴퓨터 프레스. – 1998년 – 8번

3. 컴퓨터 프레스. – 1999년 – 1위

4. 인터넷 사이트: www.iXBT.ru. 링크는 '커뮤니케이션'입니다.

이 튜토리얼에서는 펄스 코드 변조를 사용하여 채널 디지털 신호를 형성하는 문제, 기본 디지털 스트림 형성을 위한 장비 구성의 기본 사항, 다발성 디지털 계층 구조의 통신 시스템의 선형 디지털 경로 구성 및 전송 구성 문제에 대해 설명합니다. HDSL 기술이 적용된 시스템.

교과서는 풀타임 및 파트타임 과정의 201000(다채널 통신 시스템) 및 071700(물리 및 광통신 기술) 전문 분야의 학생들을 대상으로 합니다.

소개

이 튜토리얼에서는 다현시(PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy) 및 동기(SDH - 동기 디지털 계층) 디지털 계층을 전송하기 위해 현대 통신 시스템을 사용한 신호 전송 문제를 조사합니다.

아날로그-디지털 변환, 동기화 문제, 선형 디지털 경로 구성, 디지털 결합 등 1차 디지털 스트림 형성을 위한 장비 구성의 기본인 펄스부호변조(PCM)를 이용한 채널 디지털 신호 생성 문제 PDH DSP의 스트림이 고려됩니다.

이 튜토리얼에서는 선형 코딩 방법, Flex Gain Megatrans 전송 시스템의 특성 등 HDSL(High-bit-rate Digital Subscriber Loop - 디지털 가입자 회선) 기술을 사용하여 전송 시스템을 구성하는 문제에 대해 논의합니다.

이 교과서의 자료는 저자가 고등 전문 교육 국가 교육 기관 "시베리아 주립 대학교 MES 및 OS (다중 채널 전기 통신 및 광학 시스템)학과에서 다년간 강의 및 실습을 진행한 경험을 바탕으로 작성되었습니다. 통신 및 정보학".

디지털 전송 시스템의 계층 구조

통신 네트워크에 사용되는 디지털 전송 시스템(DTS)은 다음과 같은 기본 요구 사항을 고려해야 하는 특정 계층 구조에 해당합니다.

모든 아날로그 및 개별 신호를 전송하는 능력;

기존 및 미래 유형의 통신 특성을 고려한 전송 시스템(TS) 매개변수 선택

전송된 신호의 매우 간단한 결합, 연결 해제 및 전송 가능성;

아날로그-디지털 변환기(ADC)의 사용과 신호의 시간 그룹화를 모두 고려하여 표준화된 전송 속도를 선택합니다.

DSP와 ASP 및 다양한 스위칭 시스템 간의 상호 작용 가능성.

DSP 구성의 계층적 원리를 통해 채널 형성 장비를 통합하고, 해당 장비의 제조, 구현 및 기술 운영 프로세스를 단순화할 수 있습니다. 즉, 일반적으로 이러한 시스템의 기술 및 경제적 성능을 향상시킬 수 있습니다.

현재 유럽, 북미, 일본의 세 가지 유형의 DSP 계층 구조가 가장 널리 퍼져 있습니다.

유럽 계층 구조는 아날로그 디지털 장비를 사용하여 각각 64kbit/s 용량의 30개 채널이 형성되는 기본 디지털 스트림(PDS)을 기반으로 합니다(8비트 압축 PCM이 사용됨). 2048kbit/s입니다. 상위 DSP에서 그룹 신호를 생성할 때는 하위 DSP 장비에서 생성된 디지털 스트림을 임시로 결합(그룹화)하는 원리를 사용한다. 계층 구조의 모든 수준에 대한 집계 계수는 4로 가정됩니다. 두 번째 단계에서는 8448kbit/s의 속도로 보조 디지털 스트림(SDS)이 형성됩니다. 세 번째 단계에서는 34368kbit/s 속도의 3차 디지털 스트림(TDS)이 형성되고, 네 번째 단계에서는 139264kbit/s 속도의 4차 디지털 스트림(QDS)이 형성됩니다.

북미 계층 구조에서 다양한 멀티플렉싱 단계의 전송 속도는 1544 – 6312 – 44376 – 274176kbit/s입니다.

일본 계층 구조에서 전송 속도는 다음과 같습니다.

1544 – 6312 – 32064 – 97728kbit/s. 이로 인해 디지털 국제 통신을 조직하는 데 상응하는 어려움이 발생합니다.

위의 모든 유형의 계층 구조는 소위 PDH(plesiochronous digital 계층 구조)에 속합니다. 영어에서는 PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)로 지정됩니다. 임시 그룹 형성을 위해 디지털 스트림을 결합하는 비동기식 방법을 사용합니다.

채널 디지털 신호의 형성

DSP에서 채널 신호는 세 단계로 생성됩니다.

시간 샘플링;

레벨별 양자화;

코딩.

2.1. 시간 샘플링

연속 신호는 전자 키(EC)를 사용하여 샘플 형태로 표시될 수 있습니다(그림 2.1).

그림 2.1 - 샘플링 작업

다음은 연속 신호입니다.

이산 신호;

샘플링 주파수.

신호는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

우리는 EC를 승수로 간주할 것입니다. 푸리에 급수에서 함수를 확장해 보겠습니다.
(그림 2.2.).

그림 2.2 - 샘플링 주파수 r(t)의 펄스 시퀀스

;

신호의 스펙트럼을 얻기 위해 푸리에 변환을 사용합니다.

변환 작업은 어디에 있습니까? .

When 및 (-함수) 스펙트럼 이산 신호할 것이다:

그림 2.3에서. 이산 신호의 스펙트럼이 표시됩니다.

저역 통과 필터(LPF)를 사용하여 수신 시 원래 신호를 분리하려면 다음이 필요합니다.

, 그건

저역 통과 필터 출력의 신호 전력은 원래 신호의 전력보다 낮습니다. 신호 샘플링은 진폭 펄스 변조(APM)입니다.

그림 2.3 - 이산 신호의 스펙트럼

2.2. 레벨별 양자화

그림 2.4는 신호의 샘플(샘플)과 양자화된 값을 보여줍니다. 양자화 결과 사실이 아니고, 허용되는 레벨 값만 전송된다.

그림 2.4 - 신호 양자화

그림 2.4에서:

양자화 단계;

양자화 오류.

양자화 작업의 본질은 그림 2.5에 설명되어 있습니다.

ㅏ 케이 V (나+1)

ㅏ 케이 V 나

ㅏ 케이 V (i-1)

적절한 디 )

태평양 표준시 디

그림 2.5 – 양자화.

대신에 적절한 디 ) 전송됨 ㅏ kv(i+1)또는 ㅏ kv 나는의미. 양자화 오류가 발생합니다:

(그림 2.4 참조).

양자화가 발생합니다.

첫 번째 경우, 양자화 장치의 두 가지 유형의 진폭 특성(AC)이 가능합니다. 그림 2.6에 나와 있습니다.

유 아웃(kv )

유 입력(AIM)

비)

그림 2.6 – 양자화 장치의 AX

그림 2.6에 AH가 나와 있습니다. “a”, 무음 모드()에서 노이즈가 발생하며 그림 2.6에 표시된 AX의 경우. “b”, 작은 신호()는 재생되지 않습니다.

2.2.1. 양자화 잡음 전력 계산

양자화 오류는 일종의 간섭, 즉 양자화 잡음으로 간주될 수 있습니다. 의사소통 품질에 미치는 영향은 다음 비율로 평가할 수 있습니다.

양자화 잡음 인자는 어디에 있습니까?

평균 신호 강도

양자화 잡음 전력.

1 부

통신 및 정보 네트워크

제 1 장 ______

통신 네트워크 및 시스템. 일반 조항

약어 목록

GII	-	글로벌 정보 인프라
메모리	-	기억 장치
오후	-	통신선
에 의해	-	소프트웨어
TS	-	통신 네트워크
PSTN	-	공중전화망
CHNN	-	피크 시간
ATM	-	비동기 전달 방법
B-ISDN	-	통합 서비스의 광대역 디지털 네트워크
정말로	-	프레임 릴레이 기술
IDN	-	통합 디지털 네트워크
안에	-	지능형 통신 네트워크
IP	-	인터네트워크 프로토콜
N-ISDN	-	협대역 디지털 통합 서비스 네트워크
PLMN	-	이동 물체를 이용한 셀룰러 통신 네트워크

통신 네트워크 및 시스템의 기본 개념

현대 개발통신 기술에는 두 가지 기능이 있습니다. 음성, 텍스트, 데이터 또는 이미지 등 이러한 신호가 어떤 유형의 정보를 표시하는지에 관계없이 모든 신호를 디지털 형식으로 표현합니다. 서비스 통합은 통신을 디지털 기술로 전환해야만 완전히 실현될 수 있습니다. 정보 전송 및 스위칭 시스템이 통합되고 있으며 단말 장치와 통신 네트워크의 작업이 새로운 방식으로 재분배되고 있습니다. 전화 및 전신 장치, 데이터 시각적 표시용 터미널 장치와는 다른 다기능 터미널 장치가 만들어지고 있으며 둘 이상의 정보 유형에 적합합니다. 마지막으로 통신 네트워크를 사용하면 음성, 텍스트, 데이터 및 이미지를 동일한 연결을 통해 전송할 수 있습니다. 사용자는 "통신 플러그"를 통해 서비스 유형에 관계없이 이 네트워크에 액세스할 수 있습니다.

이러한 "혁명적" 수단의 도움으로 전체 조직과 개인 모두의 생산성과 경제적 효율성이 크게 향상되었습니다. 결론은 세 산업, 즉 컴퓨터 산업( 정보 기술), 소비자 무선 전자 제품(엔터테인먼트 산업) 및 통신 - 글로벌 정보 인프라 구축(GII, GII)이라는 주요 목표 달성에 더 가까워졌습니다.

GII의 궁극적인 목표는 모든 소비자가 정보 커뮤니티에 접근할 수 있도록 보장하는 것입니다.

정보 소비자의 요구 사항을 충족하기 위해 GII가 갖추어야 할 몇 가지 기본 특성이 있습니다. 이러한 특성을 속성이라고 합니다. 제안됨

각 유형에 대해 정보 메시지전통적으로 네트워크에서는 메시지를 통신 신호로 변환하는 원리와 통신 유형(통신 형식)을 특징으로 하는 특정 전송 방법이 사용되었습니다. 따라서 오디오 정보 전송에는 전화가 허용되는 통신 형태이고, 정지 이미지 전송에는 팩시밀리가 사용되며, 동영상 전송에는 텔레비전이 사용됩니다. 데이터는 암호화된 메시지 유형을 말하며, 전송 방법은 각 정보 요소(문자, 기호, 숫자)의 표현을 코드 조합 형태로 기반으로 하여 네트워크를 통해 신호 형태로 전송됩니다. 암호화된 메시지의 경우 정보 전송 및 데이터 전송의 전신 방법이 사용됩니다. 최근에는 소위 "멀티미디어" 형태의 의사소통, 즉 멀티미디어(영어로 번역됨)가 사용되었습니다. 밀티- 많은, 미디어- 매체) 소리, 이미지 및 데이터를 동시에 전송합니다.

통신 시스템은 통신 형태에 따라 전화 통신 시스템, 팩스 통신, 텔레비전 방송, 전신 통신, 데이터 전송 등으로 나눌 수 있습니다. 신호 전송 매체(구리, 에테르, 광섬유)에 따라 통신 및 광통신 시스템뿐만 아니라 가이드 매체(구리 및 광케이블)를 사용하는 유선 통신과 에테르를 사용하여 신호를 전송하는 무선 통신으로 전환됩니다. 이러한 모든 시스템을 통신 시스템의 일반적인 개념으로 통합하는 것이 무엇인지 강조할 필요가 있습니다.

1. 범용모든 통신 시스템의 - 사용자에게 서비스 제공.

2. 모든 통신 시스템은 분산 시스템 유형에 속하며, 그 주요 구성 요소는 통신 네트워크를 사용하는 것입니다. 일반 원칙그러한 시스템의 구조적 최적화.

3. 다른 복잡한 시스템과 마찬가지로 통신 시스템도 외부 환경과 분리되어 고려될 수 없습니다. 외부 환경은 시스템 외부에 존재하고 특정 영향을 미치는 모든 성격의 요소 집합으로 이해됩니다. 모든 통신 시스템과 관련된 이러한 요소에는 소비되는 서비스 양, 목록, 품질에 대한 요구 사항을 결정하여 통신 시스템에 영향을 미치는 사용자가 포함됩니다.

"시스템"이라는 개념 자체는 실제 객체와 관련하여 추상적이며, 시스템과 연관되어 객체의 모델로 해석될 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 모델을 사용하면 객체의 가장 중요한 구성 요소를 반영하고 고려 목적의 관점에서 중요하지 않은 세부 사항을 생략할 수 있습니다. 이와 관련하여, 동일한 대상이라도 그것을 고려하는 측면에 따라 시스템에 따라 다르게 특성화될 수 있습니다.

대부분의 네트워크 및 통신 시스템의 모델을 고려할 때 프로토콜과 인터페이스의 개념이 널리 사용됩니다. 프로토콜은 "사람-사람", "터미널-터미널", "컴퓨터-컴퓨터", "프로세스-프로세스"와 같이 동일한 네트워크 수준의 개체 상호 작용을 정의하는 규칙 및 형식의 집합입니다. 즉, 프로토콜 사용자, 터미널, 네트워크 노드 또는 개별 네트워크 간의 상호 작용 순서를 설명합니다. 이 경우 동일한 언어, 동일한 구문 규칙 및 정보 형식을 사용해야 합니다. 모델의 레벨 구조는 프로토콜의 독립적인 개발을 허용합니다. 모델의 각 계층에는 여러 프로토콜이 있을 수 있습니다. 인접한 레벨 간의 상호 작용은 인터페이스를 통해 제공됩니다. 인터페이스는 일련의 기술 및 소프트웨어, 장치, 시스템 또는 프로그램을 페어링하는 데 사용됩니다. 인접한 두 레벨(레벨 간 인터페이스) 간의 상호작용을 위한 수단 세트에는 메시지 형식에 대한 자세한 설명뿐만 아니라 논리적 및 전기적 조정에 대한 규칙이 포함되어 있습니다.

정보 네트워크는 사용자에게 정보 교환, 정보 소비, 처리, 저장 및 축적과 관련된 서비스를 제공하도록 설계되었습니다. 접근권한이 있는 정보소비자 정보 네트워크, 사용자가 됩니다. 사용자는 개인일 수도 있고 법인(회사, 조직, 기업)일 수도 있습니다. 네트워크를 사용하면 필요할 때 정보를 얻을 수 있는 기회가 제공됩니다. 정보 네트워크는 통신 네트워크로 통합되고 모든 네트워크 리소스 및 집합적 사용에 대한 이러한 시스템에 대한 액세스를 제공하는 지리적으로 분산된 최종 시스템 집합으로 이해됩니다. 통신 네트워크를 통신 유형(통신 네트워크, 광통신, 전화 통신, 데이터 전송, 철도 또는 항공 통신 등)별로 구분하는 것이 좋습니다.

정보 네트워크의 단말 시스템은 다음과 같이 분류될 수 있습니다. (터미널 시스템),네트워크 및 해당 리소스에 대한 액세스 제공

노동자 (서버, 호스트 시스템),정보 및 컴퓨팅 리소스를 나타냅니다.

행정 (관리 시스템),네트워크 및 개별 부분의 관리를 구현합니다.

정보 네트워크 자원은 정보, 데이터 처리 및 저장, 소프트웨어 및 통신으로 구분됩니다.

정보 리소스- 과학, 문화, 사회 전 분야는 물론 엔터테인먼트 산업의 산물까지 축적된 정보와 지식입니다. 다 시스템이야

네트워크 사용자가 상호 작용하는 네트워크 데이터베이스로 구성됩니다. 이러한 자원은 정보 네트워크의 소비자 가치를 결정하며 지속적으로 생성 및 확장되어야 할 뿐만 아니라 오래된 데이터를 적시에 업데이트해야 합니다.

처리 및 저장 자원데이터는 네트워크 컴퓨터 프로세서의 성능, 저장 장치(메모리)의 크기, 사용 시간에 따라 결정됩니다.

소프트웨어 리소스사용자에게 서비스를 제공하는 데 관련된 소프트웨어(소프트웨어) 및 관련 기능을 갖춘 프로그램을 나타냅니다. 후자에는 송장 발행, 서비스 지불 회계, 탐색 (네트워크에서 정보 검색 보장), 네트워크 전자 서비스가 포함됩니다. 사서함, 원격 회의를 위한 브리지 구성, 전송된 메시지 형식 변환, 정보 암호화 보호(코딩 및 암호화), 인증(진위를 증명하는 문서의 전자 서명).

커뮤니케이션 리소스스위칭 노드에서 정보 전송 및 흐름 재분배에 참여합니다. 여기에는 통신 회선의 용량, 노드의 전환 기능, 사용자가 네트워크와 상호 작용하는 동안 점유되는 시간이 포함됩니다. 통신자원은 차량의 종류에 따라 공중전화망, 패킷교환 데이터망, 이동통신망, 텔레비전 및 라디오 방송망, 디지털 통합서비스망 등으로 분류됩니다.

통신 네트워크는 일반적으로 정보를 효율적으로 전송하는 능력을 반영하는 다양한 지표로 평가됩니다. 차량에 정보를 전송할 수 있는 가능성은 차량의 운용성 정도, 즉 실행과 관련이 있습니다. 지정된 기능특정 네트워크 운영 기간 동안 또는 임의의 시점에 필요한 품질 수준으로 지정된 볼륨으로 제공됩니다. ->통신망의 운용성은 신뢰성과 생존성의 개념에 의해 결정된다. 이러한 개념의 차이는 네트워크의 정상적인 작동을 방해하는 이유와 요인, 위반의 성격으로 인해 발생합니다.

신뢰할 수 있음통신 네트워크는 시간이 지남에 따라 "주어진 운영 조건에서 확립된 품질 지표"의 값을 유지하면서 통신을 제공하는 능력이 특징입니다. 이는 주로 내부 요인(노후화 프로세스로 인한 기술 장비의 무작위 오류, 제조 기술 결함 또는 유지 관리 담당자 오류)에 노출될 때 통신 네트워크의 기능을 유지하는 능력을 반영합니다.

활력통신 네트워크는 네트워크 외부의 원인에 노출되어 일부 요소(포인트 및 통신 회선)가 파괴되거나 심각한 손상을 입을 때 전체 또는 부분 작동성을 유지하는 능력을 특징으로 합니다. 그러한 이유는 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다. 자발적인그리고 고의의.자연적인 요인은 다음과 같습니다:

지진, 산사태, 강 범람 등과 같은 고의적 인 것-핵 미사일 공격, 방해 행위 등.

분석할 때 대역폭 TC에서는 통화와 메시지의 개념이 매우 중요합니다. 통화는 메시지를 전송하기 위한 두 네트워크 사용자 간의 연결입니다. 메시지- 사용자 구성은 통신 신호로 변환됩니다. 호출과 메시지의 차이를 고려하면 호출의 흐름은 네트워크 노드 또는 그 일부에 도달하고 메시지의 흐름은 통신 네트워크에서 순환하여 사용자에게 정보를 전송한다고 말할 수 있습니다. 네트워크의 한 지점에서 다른 지점으로 메시지를 전달해야 하는 필요성은 이러한 지점 사이의 중력으로 표현될 수 있습니다. 중력은 네트워크의 두 지점 간의 다양한 유형의 통신에 대한 필요성 평가를 특징으로 하며 특정 시간 동안 한 지점에서 다른 지점으로 전달되어야 하는 메시지의 양에 따라 결정됩니다. 메시지의 양이나 정보의 양으로 표현되는 중력에서 *를 통신 회선 (LC) 점유 시간으로 표현되는 중력으로, 그리고 그로부터 필요한 1C 수로 이동할 수 있습니다. 중력은 정보의 양에 따라 결정되며 데이터 전송 네트워크에는 편리하고 전화 네트워크 및 다양한 유형의 방송 네트워크에는 채널 점유에 따라 결정됩니다. 채널 점유 시간은 연간, 일별, 시간별 시간별 점유로 구분됩니다. 중력은 정보 유형, 사용자의 영토 위치, 특성, 경제적, 문화적 및 기타 관계에 따라 달라집니다. 중력은 많은 요인의 영향을 받기 때문에 명확하게 결정하는 것은 불가능하므로 일반적으로 중력 추정의 정확도가 낮습니다.

정보의 양일정 기간 동안 두 지점 사이에 전송되는 는 모든 메시지(반복 메시지 포함)의 총합 또는 전송된 메시지 수와 한 메시지의 평균 볼륨의 곱으로 결정됩니다. 점유 시간으로 표현되는 회선 또는 장치 점유 시간 와 함께"-이러한 회선이나 장치의 부하를 총 수신 전화 수 * g 평균 수업 기간의 곱으로 나눕니다. . 부하 강도- 이는 특정 기간 동안의 사용 시간입니다. 예를 들어, 가장 바쁜 시간(BHH)은 다른 유사한 기간보다 네트워크 부하가 더 큰 60분 간격입니다. 일반적으로 하중 강도의 개념이 사용되지만 단순화를 위해 하중이라고도 합니다. 하중 강도의 무차원 단위를 Erlang이라고 합니다. 하나의 Erlang은 부하 강도입니다. 시노고한 시간 동안 계속해서 장치를 사용했습니다.

네트워크가 들어오는 로드를 서비스할 수 없는 경우 네트워크에서 실현된 로드의 양에 대해 이야기하는 것이 합리적입니다. 실현 부하량은 통신 네트워크의 용량에 따라 결정됩니다. 어떤 경우에는 처리량이 정량화됩니다. 예를 들어, 특정 지점 쌍 사이에서 건너뛸 수 있는 최대 정보 흐름입니다. 이러한 방식으로 소스와 수신자 간의 네트워크를 두 부분으로 나눌 때 병목 현상이 발생하는 네트워크 섹션의 처리량이 결정됩니다.

지점간 메시지 흐름은 한 지점에서 다른 지점으로 전송되는 일련의 메시지입니다. 유용한 정보 외에도 사용자에게 아무런 가치가 없는 제어 및 신호 메시지가 네트워크를 통해 전송됩니다. 유용한 효과를 제공하지 않고 통신 네트워크를 크게 로드하고 반복되는 통화,최초 통화 중 오류가 발생한 경우 발생합니다. 메시지 흐름은 각 다음 메시지가 도착하는 일련의 순간으로 특징지어집니다. 흐름은 이러한 순간 사이의 시간 간격으로 표현될 수도 있습니다. 메시지 흐름 유형은 각 수신 메시지에 대한 장치 점유 기간의 분포로 설명할 수도 있습니다. 통신 네트워크에서 순환하는 모든 흐름은 결정적 흐름, 무작위 흐름, 혼합 흐름으로 구분됩니다. 결정적 흐름은 도착 시간과 메시지 양이 미리 알려진 흐름입니다. 이러한 스트림에는 거의 모든 방송 스트림(오디오 및 TV 모두), 다양한 보고서의 정기적 전송 등이 포함됩니다. 무작위 스트림의 경우 도착 순간, 개별 메시지의 양 및 해당 주소는 미리 결정되지 않으며 확률 분포를 사용하여 설명되는 무작위 변수입니다. . 이러한 스트림에는 전화 메시지 스트림이 포함됩니다. 특정 조건에 따라 무작위 흐름은 매우 다양할 수 있지만 대부분의 실제 사례에서는 알려진 확률적 분포 법칙을 사용하여 두 인접 메시지의 도착 사이의 간격 기간을 대략적으로 계산(설명)할 수 있습니다. 흐름의 수학적 모델을 얻기 위해. 혼합 흐름에는 결정적 구성 요소와 무작위 구성 요소가 모두 있습니다.

1.2. 통신 기술 및 통신 서비스 개발 위원회

글로벌 정보 인프라 프레임워크 내에서 우크라이나 국가 정보 인프라(SRI) 개발 전망을 알아보기 위해서는 이 프로세스가 전 세계, 선진국 및 우크라이나에서 어떻게 진행될 것인지 이해하는 것이 필요합니다. 향후 몇 년, 수십 년 동안 어떤 새로운 정보통신 기술과 서비스가 제공될 것인가?

정보혁명은 사회 전체의 발전을 이끄는 원동력이 되었습니다. 과학기술혁명(STR)이 인류의 삶의 방식과 세계 전체의 모습을 근본적으로 변화시켰다는 것은 오랫동안 알려져 왔습니다. 과학기술 혁명의 결과는 인구의 급격한 증가였으며, 이는 앞으로 2세기 안에 예상될 것이다. 예측 분야에 종사하는 많은 과학자들은 21~22세기에 세 가지 과학 및 기술 혁명, 즉 1 - 정보 혁명, 2 - 생명 공학 혁명, 3 - 양자 혁명이 일어나야 한다고 믿습니다.

이러한 각각의 혁명은 세계에 급격한 변화를 가져올 것입니다. 정보혁명은 IT를 창출하고, 이는 글로벌 사회의 기술적 기반이 될 것입니다. 정보 사회. 생명공학 혁명은 세계 인구의 식량 공급 문제를 해결할 것이며, 양자 혁명은 효율적이고 안전한 새로운 에너지원을 창출할 것입니다.

정보혁명(20세기 후반~21세기 초반)은 정보통신의 모습을 크게 변화시켰습니다. 21세기 정보통신 발전의 주요 요소는 경제, 기술, 서비스입니다.

정보통신 기술과 서비스는 경제의 파생물입니다. 결과적으로 기술 및 서비스 개발 수준은 과학 및 기술 진보 수준에 따라 달라지며, 그 구현은 경제 수준, 우선 특정 정보통신 서비스에 대한 인구의 유효 수요에 따라 달라집니다.

통신 네트워크 및 서비스의 역사적 발전에서 5가지 주요 이정표를 구분할 수 있습니다(그림 1.3). 각 마일스톤에는 자체 개발 논리와 이전 및 후속 단계와의 관계가 있습니다.

또한, 각 이정표는 경제 발전 수준과 개별 국가의 국가적 특성에 따라 달라집니다.

첫 번째 이정표- 공중전화망 구축(PSTN, PSTN – 공중교환전화망).오랫동안 각 주에서는 자체적인 전국 아날로그 공중 전화 네트워크를 만들었습니다. 전화 통신은 인구, 기관 및 기업에 권장되었으며 단일 서비스, 즉 언어 메시지 전송과 비교되었습니다. 나중에 모뎀을 사용하여 전화 네트워크를 통해 데이터 전송이 수행되기 시작했습니다. 그러나 오늘날에도 전화는 통신사업자 수익의 80% 이상을 창출하는 주요 통신 서비스로 남아 있습니다.

두 번째 이정표- 전화망의 디지털화. 산업화된 국가에서 통신 서비스의 품질을 향상시키고 그 수를 늘리며 제어 및 기술 장비의 자동화 수준을 높이기 위해 1970년대에 1차 및 2차 통신 네트워크를 디지털화하는 작업이 수행되었습니다. 통합 디지털 네트워크가 만들어졌습니다. IDN(통합 디지털 네트워크),주로 디지털 교환 및 전송 시스템을 기반으로 전화 서비스를 제공합니다. 지금까지 많은 국가에서 전화 네트워크의 디지털화가 거의 완료되었습니다.

세 번째 이정표- 서비스 통합. 통신망의 디지털화로 인해 서비스 품질 향상은 물론, 통합을 통한 서비스 수 증대도 가능해졌습니다. N-ISDN 서비스를 통합한 협대역 디지털 네트워크 개념이 등장한 방식입니다. (협대역 통합 서비스 디지털 네트워크).이 네트워크의 사용자(가입자)에게는 기본 액세스(2B + D)가 제공되며 이를 통해 정보가 3개의 디지털 채널(2개 채널)을 통해 전송됩니다. 안에전송 속도는 64kbit/s이고 채널 D는 전송 속도가 16kbit/s입니다. 두 개의 채널 안에언어 메시지 및 데이터, 채널을 전송하는 데 사용됩니다. 일- 패킷 스위칭 모드에서 시그널링 및 데이터 전송용. 더 큰 요구 사항이 있는 사용자의 경우 (30 B + D) 채널을 포함하는 기본 액세스가 제공될 수 있습니다. N-ISDN 개념은 약 20년 동안 존재했지만 여러 가지 이유로 전 세계적으로 널리 퍼지지 못했습니다. 첫째, N-ISDN 장비는 널리 보급되기에는 비용이 많이 듭니다. 둘째, 사용자는 3개의 디지털 채널에 대해 지속적으로 비용을 지불합니다. 셋째, 서비스 목록 /U-/50L/이 대량 사용자의 요구를 초과합니다. 서비스 통합이 스마트그리드 개념으로 대체되기 시작한 이유다.

같은 기간 동안 모바일 PLMN 시스템을 갖춘 네트워크도 개발되었습니다. 공공 토지 모빌 네트워크) 및 회선 및 패킷 스위칭 기반의 데이터 네트워크 서비스 기술 : X.25, IP(Internet Protocol) , GR(프레임 릴레이), 1Р- 전화, 이메일 등

네 번째 이정표- 스마트 네트워크 /N(지능형 네트워크).이 네트워크의 역사는 일반적으로 미국 벨 시스템(Bell System) 회사가 “service-800”이라는 서비스 개선 작업을 수행한 1980년부터 계산됩니다. 이 서비스는 주로 발신자에게 장거리 전화 요금을 부과하기 위해 고안되었으며 서비스 부문 및 무역에서 널리 사용되었습니다. 1993년부터 IN은 개념의 틀 안에서 발전해 왔습니다. TINA(통신 정보 네트워킹 아키텍처)클라이언트-서버 아키텍처를 지원합니다. 이 네트워크는 대량 사용자에게 정보 서비스를 빠르고 효율적이며 경제적으로 제공하도록 설계되었습니다. 필요한 서비스는 사용자가 필요할 때, 필요한 시간에 제공됩니다. 따라서 그는 이 기간 동안 제공된 서비스에 대한 비용을 지불할 의무가 있습니다. 따라서 서비스 제공의 속도와 효율성은 비용 효율성을 보장합니다. 사용자가 통신 채널을 훨씬 짧은 시간 동안 사용하면 비용을 절감할 수 있기 때문입니다. 이것이 지능형 네트워크와 기존 네트워크의 근본적인 차이점, 즉 서비스 제공의 유연성과 비용 효율성입니다.

다섯 번째 이정표- 광대역 B-ISND (Droadband 통합 서비스 디지털 네트워크) 1980년 이후 기술 기반 멀티미디어 서비스 개발을 개척 ATM (- 고정 길이 패킷(53바이트) 전환: 대화형, 정보 및 배포 검색. 대화 서비스는 정보 전달을 위한 서비스(전화 서비스, 음성 서비스, 화상 회의 등)를 제공합니다. 정보 검색 서비스(쿼리 서비스)는 사용자에게 다양한 데이터 뱅크에서 정보를 얻을 수 있는 기회를 제공합니다. 사용자 측의 정보 제공에 대한 통제 여부에 관계없이 배포 서비스는 하나의 공통 소스에서 정보(데이터, 텍스트, 동영상 및 정지 이미지, 사운드, 그래픽 등). 비즈니스 커뮤니케이션의 실천에는 전화 회의뿐만 아니라 이동 중에 시간과 비용을 낭비하지 않고 정보를 교환할 수 있는 화상 회의도 포함되기 시작했습니다.

결과적으로, 새로운 서비스에 대한 개별 사용자 비용을 줄이면 해당 서비스에 대한 수요가 증가하고, 즉 서비스 제공업체의 이익이 증가하게 됩니다. 그에 따른 서비스 수요의 증가는 필요한 장비의 공급 증가로 이어지고, 이는 장비 공급업체의 이익 증가로 이어질 것입니다. 따라서 현대 기술을 사용하여 서비스를 제공하는 유연성은 사용자, 서비스 제공자 및 장비 공급자 등 세 당사자의 경제적 이익을 통합합니다.

통제 질문

1. 현 단계의 통신기술 발전의 특징을 말해 보세요.

2. 커뮤니케이션 통합이란 무엇입니까?

3. 다기능 단말장치에 대해 설명하시오.

4. 글로벌 정보 인프라를 정의합니다.

5. 글로벌 정보 인프라 개념을 구현하려면 무엇이 필요합니까?

6. 글로벌 정보 인프라 표준을 만들 때 어떤 속성(특징)을 고려해야 합니까?

7. 글로벌 정보 인프라의 원칙과 목적을 설명하십시오.

8. 글로벌 정보 인프라의 주요 특징을 나타냅니다.

9. 정보 네트워크 구축의 특징을 나열하십시오.

10. 정보네트워크의 구조를 설명하라.

11. 정보 네트워크의 자원을 설명하십시오.

12. 통신 유형에 따라 통신 시스템은 어떻게 구분됩니까?

13. 정보 전송의 효율성을 나타내는 통신 네트워크의 어떤 지표가 있습니까?

14. 정보 네트워크의 프로토콜과 인터페이스의 개념을 정의합니다.

15. 통신망의 신뢰성은 어떠한가요?

16. 통신 생존 가능성의 개념을 설명하십시오. 그것이 의존하는 요소를 나열하십시오.

17. 통신 네트워크의 용량을 설명하십시오.

18. 챌린지란 무엇인가요?

19. 통신 네트워크에서 메시지 개념이란 무엇을 의미합니까?

20. 정보의 양을 결정하는 매개변수는 무엇입니까?

21. 전화 부하 측정 단위와 강도를 지정하십시오.

22. 메시지 흐름이란 무엇입니까? 예를 들어보세요.

23. 유용한 정보는 무엇입니까? 다른 유형의 이름을 지정하십시오.

24. 메시지 흐름의 특징은 무엇입니까?

25. 통신 네트워크에서 순환하는 흐름의 이름을 지정하고 특성을 지정합니다.

26. 메시지 수신 순간과 메시지 양이 미리 알려진 경우 정보 흐름을 무엇이라고 합니까? 예를 들어보세요.

27. 통신 네트워크에서 "중력"이라는 개념은 무엇을 의미합니까?

28. ENSSU, 우크라이나 연구소 및 글로벌 정보 인프라에 대해 설명하십시오.

29. 통신 네트워크 및 서비스 개발의 주요 이정표를 설명하십시오.

30. B-ISDN 광대역 네트워크의 기능은 무엇입니까?

소개. 2

디지털 통신 시스템. 5

통신. 5

1.2) 통신 시스템. 9

1.3) 디지털 전송 시스템. 12

1.3.1) 보조 디지털 전송 시스템 PCM120. 21

1.3.2) 3차 디지털 전송 시스템 PCM480. 25

1.3.4. STM-N..32

1.4) DH의 종류...43

1.5) 디지털 전송 시스템 PCM 및 STM.. 56

SDH 기술의 주요 장점: 57

SDH 기술의 단점: 58

2.2. 진폭별로 양자화 단계를 결정합니다. 66

2.3. DTS의 시간 스펙트럼 다이어그램을 개발합니다. 71

2.4) 확대 개발 블록 다이어그램임시 그룹핑 장비, 종단국의 선형경로 장비, 선형경로의 중간국으로 구성된 DTS. 86

결론. 91

서지. 92

소개

20세기 말 과학기술의 진보는 정보통신기술이 특히 중요시되는 글로벌 정보사회를 정보통신 분야로 발전시키는 길을 열었습니다.

인류는 이동 중입니다. 새로운 레벨통신 및 정보 전송. 이제 메시지를 전송하기 위해 가까운 거리에 있을 필요가 없습니다. 에서 정보를 전송할 수 있습니다. 다른 점행성. 통신 시스템은 인간 생활의 모든 영역에 큰 영향을 미칩니다. 러시아는 통신 시스템 개발에 자금을 조달해야 합니다. 상태는 글로벌 추세에 비해 한 단계 낮습니다.

21세기 초 통신의 발전은 기술 수단과 네트워크 측면에서 보편화, 통합, 지능화라는 개념으로 특징지어집니다. 세계화, 개인화 - 서비스 측면에서. 통신 분야의 발전은 새로운 통신 기술의 개발 및 숙달뿐만 아니라 아직 잠재력이 고갈되지 않은 기존 기술의 추가 개발 및 개선을 기반으로 합니다.

세계 정보통신 부문의 발전은 여러 방향에서 동시에 발생합니다. 동시에 통신 및 정보 분야에서는 현대 광섬유 기술과 디지털 스위칭의 광범위한 사용으로 다양한 목적을 위한 디지털 전송 시스템(DTS)을 기반으로 하는 글로벌 정보통신 시스템의 생성이 특징입니다. 다양한 유형과 수준의 시스템.

디지털 통신은 이제 전 세계적으로 활발히 발전하고 있습니다. 이것이 통신 발전의 주요 추세입니다. 디지털 통신의 품질은 기존 통신에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 거의 모든 목적을 위한 광범위한 전송 네트워크는 디지털 전송 시스템을 기반으로 구축됩니다. 과학적 진보 덕분에 현대 디지털 데이터 전송 시스템은 오디오, 비디오 및 디지털 신호의 동시 전송을 가능하게 합니다.

최근 러시아의 통신 발전은 안정적이지 않았습니다. 그 이전에는 글로벌 통신 위기가 있었고 이로 인해 성장률이 둔화되었습니다. 그럼에도 불구하고 이 기간 동안에도 새로운 통신 기술이 개발되고 도입되었습니다. 이 기간 동안 OJSC Svyazinvest의 틀 내에서 이전 통신 네트워크는 통합 방향으로 구성되었으며 강력하고 자본이 풍부하며 수익성 있고 경쟁력 있는 회사가 만들어졌습니다. 이에 따라 러시아에는 7개 지역간 기업(IRC)이 있고, 통신시장에는 약 6,500여 개의 신규 사업자가 등록됐다. 2003년 6월, 러시아 연방 두마는 새로운 연방법인 "통신에 관한"을 채택하여 2004년 1월 1일부터 시행되었습니다. 이는 본질적으로 러시아 통신 발전의 한 단계가 완료되고 새로운 단계가 시작되는 것과 관련이 있습니다.

디지털 기술로의 전환을 통한 지상파 방송망의 현대화는 세계적인 추세이며, 러시아 연방도 이를 따르고 있습니다. 러시아의 디지털 방송으로의 전환은 인구에게 주어진 품질의 다중 프로그램 방송을 제공할 뿐만 아니라 국내 텔레비전 및 라디오 장비의 미디어, 통신 및 제작 시장의 발전, 생산, 구현, 판매 및 서비스 조직을 위한 인프라 구축, 중소기업의 추가 발전 및 이 분야의 경쟁 개발. 2008~2015년 러시아 연방의 텔레비전 및 라디오 방송 개발 개념에 따르면 주요 목표는 대중에게 특정 품질의 공개적으로 접근 가능한 텔레비전 및 라디오 채널을 보장하는 다중 프로그램 방송을 제공하는 것입니다. 이를 통해 국가는 정보를 받을 수 있는 시민의 헌법적 권리를 더욱 완전하게 실현할 수 있습니다.

이 목표에 따라 다음과 같은 작업이 설정되었습니다.

디지털 데이터 전송 시스템의 기본 원리를 살펴보세요.

어떤 디지털 전송 시스템이 존재하는지 고려하십시오.

디지털 전송 시스템 구축의 특징을 연구합니다.

디지털 통신 시스템

통신

통신(그리스 통신 - 원거리, 원거리 및 라틴 통신 - 통신) - 장거리 데이터 전송.

통신이란 장거리로 데이터를 전송하기 위한 일련의 기술, 소프트웨어 및 조직적 수단을 의미합니다.

통신 네트워크는 상호 연결되어 특정 토폴로지(구성)의 네트워크를 형성하는 일련의 통신 수단입니다. 통신 네트워크는 다음과 같습니다.

전화 데이터(음성) 전송을 위한 전화 네트워크

오디오 데이터 전송을 위한 무선 네트워크

비디오 데이터를 전송하기 위한 텔레비전 네트워크

디지털(컴퓨터) 데이터 전송을 위한 디지털(컴퓨터) 네트워크 또는 데이터 전송 네트워크(DTN).

디지털 통신 네트워크의 데이터는 일정한 구조를 갖고 전체적으로 간주되는 메시지 형태로 구성됩니다.

데이터(메시지)는 다음과 같습니다.

마디 없는;

이산.

연속 데이터는 음성, 오디오, 비디오와 같이 시간의 연속 함수로 표현될 수 있습니다. 이산 데이터는 기호(기호)로 구성됩니다.

통신 네트워크에서의 데이터 전송은 물리적 표현인 신호를 사용하여 수행됩니다.

컴퓨터 네트워크에서는 데이터 전송을 위해 다음 유형의 신호가 사용됩니다.

전기(전류);

광학(빛);

전자기 (전자기 복사장 - 전파).

케이블 통신 회선은 각각 전기 및 광 신호를 전송하는 데 사용됩니다.

전기(ELS);

광섬유(FOCL).

전자기 신호의 전송은 무선 링크(레이더)와 위성 통신 링크(SLC)를 통해 수행됩니다.

데이터와 같은 신호는 다음과 같습니다.

마디 없는;

이산.

이 경우 연속 및 이산 데이터는 연속 또는 이산 신호의 형태로 통신 네트워크에서 전송될 수 있습니다.

데이터를 통신 회선을 통한 전송에 필요한 형식으로 변환하고 경우에 따라 전송 중 간섭으로 인해 발생하는 오류를 감지하고 수정할 수 있도록 하는 프로세스(표현 방법)를 인코딩이라고 합니다. 인코딩의 예로는 데이터를 이진 문자로 표현하는 것입니다. 전송 매체의 매개변수와 데이터 전송 품질 요구 사항에 따라 다양한 인코딩 방법을 사용할 수 있습니다.

통신 회선은 선형 장비(송신기, 수신기, 증폭기 등)와 관련된 특수 기술 수단으로 생성된 정보 신호가 전송되는 물리적 매체입니다. 통신 회선은 공통 선형 구조, 해당 서비스 장치 및 동일한 배포 매체를 갖는 일련의 물리적 회로 및 기술적 수단으로 간주되는 경우가 많습니다. 통신 회선에서 전송되는 신호를 선형(워드 라인에서)이라고 합니다.

통신 회선은 두 가지 클래스로 나눌 수 있습니다.

케이블(전기 및 광섬유 통신 회선);

무선(무선 회선).

통신 채널은 통신 회선을 기반으로 구축됩니다.

통신 채널은 통신 회선 유형에 해당하는 물리적 신호의 형태로 상호 작용하는 가입자 간의 데이터 전송을 보장하는 하나 이상의 통신 회선 및 채널 형성 장비의 모음입니다.

통신 채널은 복합 채널을 형성하는 여러 직렬 통신 회선으로 구성될 수 있습니다. 예를 들어 전화(TfLAN) 및 광섬유(FOCL) 통신 회선을 포함하여 가입자 A1과 A2 사이에 통신 채널이 형성되었습니다. 동시에, 아래에 표시된 것처럼 하나의 통신 회선에서 여러 통신 채널이 형성되어 여러 쌍의 가입자 간에 동시 데이터 전송을 제공할 수 있습니다.

통신 시스템

통신 시스템(TS)은 일반적으로 특별히 배치된 통신 회선이나 무선 전파를 통해 대량의 정보(일반적으로 디지털 형식)를 전송하도록 설계된 구조 및 수단으로 이해됩니다. 이 경우 상당한 수의 시스템 사용자(수천명)에게 서비스를 제공할 것으로 예상됩니다. 통신 시스템에는 텔레비전 방송(집단, 케이블, 위성, 셀룰러), 공중 전화 네트워크(PSTN), 셀룰러 통신 시스템(매크로 및 마이크로 셀룰러 포함), 개인 호출 시스템, 위성 통신 시스템 및 내비게이션 장비, 광섬유와 같은 정보 전송 구조가 포함됩니다. 정보 전송 네트워크.

통신 시스템의 주요 요구 사항은 통신 중단이 없는 것이지만 전송된 메시지 품질의 일부 저하 및 통신 설정 대기가 허용된다는 점에 유의해야 합니다.

목적에 따라 통신 시스템은 다음과 같이 분류됩니다.

· TV 방송 시스템;

· 통신 시스템(개인 전화 포함);

· 컴퓨터 네트워크.

사용되는 정보 전송 매체 유형별 :

· 케이블(전통적인 구리);

· 광섬유;

· 천상의;

· 위성.

정보 전송 방법:

· 아날로그;

· 디지털.

전송 방법인 아날로그와 디지털을 살펴보겠습니다.

통신 통신 시스템(스위칭)에는 두 가지 클래스가 있습니다. 이는 아날로그 및 디지털 시스템입니다.

아날로그 전송 및 통신 시스템(스위칭).
아날로그 시스템에서는 모든 프로세스(수신, 전송, 통신)가 아날로그 신호를 기반으로 이루어집니다. 이러한 시스템에는 텔레비전 방송, 라디오, 전화 교환(통신) 등 많은 예가 있습니다.
디지털 전송 및 통신 시스템(스위칭).
디지털 시스템에서 모든 프로세스는 디지털(이산) 신호에서 시작됩니다. 예로는 현대 통신 시설, 디지털 전화 통신, 디지털 텔레비전이 있습니다. 아날로그 시스템에서 디지털 시스템으로의 전환 과정은 다음과 관련이 있습니다.

1. 새로운 기술의 세기에 따라 마이크로프로세서 신호 처리 기술은 기술 분야에서 점점 더 널리 보급되고 있습니다.

2. 디지털 통신 네트워크의 고속 웹이 생성되고 있습니다.
웹의 연결 스레드는 글로벌 및 로컬 규모의 디지털 스위칭(통신) 채널 집합인 고속도로입니다. 이러한 채널에 대한 액세스는 다양한 정부 기관, 기업 및 개인 사용자에게 허용됩니다. 따라서 전송 및 통신 품질이 매우 높습니다.
아날로그 시스템에 비해 디지털 데이터 전송 및 처리 시스템의 장점을 나열해 보겠습니다.
1. 데이터 전송의 신뢰성과 높은 잡음 내성;
2. 최고 수준의 데이터 저장
3. 컴퓨터 기술에 따라 다릅니다.
4. 데이터의 처리, 전송, 전환(통신) 과정에서 오류 발생을 최소화합니다.

디지털 전송 시스템

Control은 신호를 레벨과 시간별로 양자화하는 자동 제어 시스템입니다. 시스템의 아날로그 부분(일반적으로 제어 대상, 액추에이터 및 측정 변환기 포함)에서 발생하는 연속 신호(충격)는 아날로그-디지털 변환기에서 변환되어 디지털 컴퓨터에서 처리할 수 있도록 디지털 형식으로 공급됩니다. . 데이터 처리 결과는 제어 대상의 액추에이터에 공급되는 연속 신호(충격)의 형태로 역변환됩니다. 디지털 컴퓨터를 사용하면 관리 품질을 크게 향상시키고 복잡한 산업 시설 관리를 최적화할 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 자동화 시스템프로세스 제어(APCS).

"디지털 전송"의 개념은 매우 광범위하며 특정 전송 매체의 펄스 매개변수 선택, 디지털 시퀀스를 전송 코드로 변환 등과 같은 많은 문제를 포함합니다.

동기화 디지털 전송 시스템에서는 모든 디지털 신호 처리 작업이 동기적이고 순차적으로 수행되도록 해야 합니다. 이러한 작업이 로컬에서 이루어지고 하나의 소스에서 동기화되면 문제가 없습니다. 이 경우 모든 섹션에서 클록 주파수의 동일한 변화가 발생하므로 마스터 오실레이터의 안정성에 엄격한 요구 사항이 적용되지 않습니다. 그러나 모든 디지털 전송 시스템은 두 개 이상의 절반 세트의 수신 및 전송으로 구성되고 상당한 거리에 걸쳐 분리된 것으로 간주될 수 있으므로 동기화에 대한 요구 사항이 기본이 됩니다. 매우 안정적이므로 비용이 많이 드는 클록 생성기는 클록 신호에 지터를 유발하는 라인 노이즈로 인해 쓸모 없게 될 수 있습니다. 본질적으로 지터는 라인을 따라 전송되는 비트 수의 변화를 유발합니다. 이 현상을 해결하기 위해 수신된 신호의 클록 주파수에서 기록이 수행되고 로컬 발생기의 클록 주파수에서 판독되는 탄성 메모리 장치가 사용됩니다. 이러한 메모리를 사용하면 클록 주파수의 크지만 단기적인 편차도 보상할 수 있습니다. 그러나 탄력적 메모리는 장기간, 심지어 작은 편차에도 대처할 수 없습니다. 클럭 주파수 비율에 따라 오버플로되거나 비어 있을 수 있습니다. 이 경우 소위 미끄러짐이 발생합니다. 권장 사항 ITU-T G.822는 서비스 품질에 따라 전표 빈도를 정규화하고 품질이 저하되거나 불만족스러운 작업 기간의 분포를 설정합니다. 따라서 ITU-T 권장 사항은 동기식 디지털 네트워크에서 일부 동기화 방해를 허용합니다. 권장사항 ITU-T G.803은 다음과 같은 디지털 네트워크의 동기화 모드를 설명합니다. · 동기 모드 - 실제로 실수가 없으며 무작위 특성을 가집니다. 모든 네트워크 요소가 하나의 기준 발진기로부터 클럭 주파수를 수신할 때 강제 동기화를 사용하는 네트워크 작동 모드입니다. · 의사 동기 모드는 매우 안정적인 여러 발전기가 있을 때 발생합니다(그들의 불안정성은 G.811에 따라 10-11을 넘지 않습니다). 70일당 1개의 전표가 허용됩니다. 이 모드는 서로 다른 운영자의 동기 모드가 있는 네트워크의 교차점에서 발생합니다. · 다시시 모드는 네트워크 요소가 외부 강제 동기화를 잃을 때 디지털 네트워크에 나타납니다. 동기 모드를 사용하는 네트워크에서는 기본 및 백업 동기화 신호 경로가 실패하거나 기준 생성기가 실패할 때 이런 일이 발생할 수 있습니다. 이 경우 허용 가능한 수준의 미끄러짐(17시간당 1슬립)을 보장하려면 네트워크 요소 생성기의 불안정성이 10-9 이하여야 합니다. · 비동기 모드는 7초당 한 번의 슬립이 특징이며, 이는 10-5보다 나쁘지 않은 불안정성을 갖는 발전기를 가질 수 있게 합니다. 이 모드는 디지털 네트워크에서는 실제로 사용되지 않습니다. 현재 디지털 네트워크에서 사용되는 모든 디지털 전송 시스템은 일반적으로 PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)와 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 시스템으로 구분됩니다. 해당 동기화 작동 모드에 따라 이름이 지정됩니다. 이 기사에서는 PDH를 자세히 살펴볼 것이며, SDH의 원칙에 대해서는 별도의 기사에서 다룰 것입니다. Plesiochronous 디지털 계층 PDH 시스템은 TDC(시분할 채널) 시스템과 PCM 코딩을 기반으로 최초로 등장했습니다. 역사적인 이유로 인해 미국, 캐나다, 일본에서 주로 사용되는 북미형과 대부분의 국가에서 사용되는 유럽형의 두 가지 유형의 다발성 계층 구조가 나타났습니다. 두 가지 계층 구조(PDH 및 SDH) 모두에서 기본 속도 또는 레벨 0은 64kbit/s이며 이는 하나의 표준 전화 채널을 의미합니다. 다발성 계층 구조의 다음 단계는 주요 디지털 전송 시스템입니다. ITU-T 권장 사항 G.732는 유럽 시스템(PCM30)을 설명하고 G.733은 북미 시스템(PCM24)을 설명합니다. PCM30 시스템의 프레임 또는 사이클은 125μs의 지속 시간을 갖고 32바이트로 구성되며, 각 바이트는 시스템의 특정 채널을 나타냅니다. 그림 1.1) 사이클 구조. 그림은 사이클의 구조를 보여줍니다. 제로 채널은 서비스 신호 및 동기화 신호의 전송을 위한 것입니다. 채널 1~15 및 17~31은 정보 또는 전화입니다. 각 사이클에서 32 * 8 = 256비트가 전송되어 궁극적으로 2048kbit/s의 속도를 제공합니다. 채널 번호 16은 신호 채널이라고 하며 두 가지 방법으로 사용될 수 있습니다. · 전화 채널에 대한 신호 정보를 전송합니다. 이 경우 각 사이클에서 신호 채널 바이트는 두 부분으로 분할됩니다. 전반에는 신호 정보가 전화 채널 1부터 15까지, 후반에는 채널 16부터 31까지 15주기에 걸쳐 순차적으로 전송됩니다. 제로 사이클에서는 다중 프레임 동기화 신호가 신호 채널을 통해 전송됩니다. 따라서 시그널링 채널을 통해 각 전화채널별로 시그널링 정보가 2kbit/s의 속도로 전송된다. · PCM30 시스템의 시그널링 채널은 공통 채널(예: SS No. 7)을 통한 시그널링 전송을 제공하거나 데이터 전송을 위해 사용될 수 있습니다. 그림의 몇 가지 표기법을 설명하겠습니다. 모든 서비스 바이트에서 "X" 기호로 지정된 비트는 국제적 사용을 위해 예약되어 있습니다. "Y" 비트는 국내용으로 예약되어 있습니다. "Z" 비트는 다중 프레임 동기화 실패를 알리는 데 사용됩니다. "A" 비트는 중요한 메시지가 있음을 알리는 데 사용됩니다. 이 신호는 다음과 같은 경우에 발생합니다(비트의 값은 "1"임). · 정전; · 프레임 동기화 실패; · 선형 코딩 장비의 고장; · 수신 신호에 오류가 있음 2.048 Mbit/s; · 프레임 동기화의 직렬 오류 발생 빈도가 10-3을 초과합니다. PCM24 사이클도 125μs의 지속 시간을 갖지만 24바이트와 1개의 추가 비트로 구성됩니다. 각 바이트는 특정 시스템 채널을 나타냅니다.

쌀. 1.2. 사이클 구조. 그림은 사이클의 구조를 보여줍니다. 한 사이클에 24 * 8 + 1 = 193비트가 전송되며, 이는 1544kbit/s의 속도를 제공합니다. 프레임 및 다중 프레임 동기화는 12사이클 이상으로 계산되는 확장 비트의 특정 조합을 통해 제공됩니다. 전화 채널의 신호 정보는 각각 6주기와 12주기의 모든 채널의 최하위 비트로 구성된 두 개의 하위 채널 A와 B를 통해 전송됩니다. 이러한 채널은 1.333kbit/s의 속도로 각 전화 채널에 신호를 제공합니다. 유럽 계층 구조에 비해 별도의 신호 채널이 없기 때문에 대역폭을 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다. 다만, 채널 속도가 약간 감소합니다. 신호 채널 형성 주기의 다중도가 6이기 때문에 속도 감소는 채널 간에 "부동"합니다. 이는 실제로 음성 품질에 영향을 미치지 않지만 개별 PCM24 채널을 통한 동시 데이터 전송을 허용하지 않습니다. 순환 및 다중 주기 동기화 덕분에 기본 디지털 시스템의 다발성 작동 요구 사항이 지원됩니다. 유럽 계층의 슬레이브 발진기를 동기화하기 위해 2048kbit/s 속도의 디지털 스트림에서 추출된 2048kHz의 클록 주파수가 사용됩니다. 북미와 유럽의 다발성 디지털 계층 구조의 후속 단계는 기본 디지털 시스템을 기반으로 합니다. 표는 채널 수와 속도 간의 관계를 보여줍니다. 탭. 1.1. 유럽의 다발성 디지털 계층

표 1.2. 북미 다발성 디지털 계층 구조

유럽과 달리 북미 다발성 디지털 계층에는 ITU-T에서 표준화되지 않은 다양한 변형이 있습니다. 또 다른 DS1C 신호는 3152kbit/s(T1C)에서 사용되어 48개의 전화 채널을 제공합니다. 일본에서는 44,736kbps 대신 32,064kbps(480채널), 274,176kbps 대신 97,728kbps(1,440채널)를 사용합니다. 북미 계층 구조의 표에서 볼 수 있듯이 신호에는 매우 간단하게 디지털 신호(Digital Signal)를 나타내는 DS라는 이름이 지정됩니다. 표에 나와 있는 디지털 신호의 속도를 나타내는 데 영숫자 조합이 사용되는 경우가 많습니다. 기본 디지털 스트림은 채널을 바이트 단위로 결합하여 형성됩니다. 다음 레벨에서는 기본 스트림의 비트별 다중화를 기반으로 결합이 발생합니다. 일차 흐름의 다발성 특성으로 인해 흐름이 결합될 때 미끄러짐이 불가피합니다. 발생 가능성을 줄이기 위해 속도(채우기)를 조정하거나 균등화하는 절차가 사용됩니다. 그 본질은 송신단에 "빈" 비트를 추가하고 수신단에서는 이를 제외하는 것입니다. 이는 긍정적인 채용 절차입니다. 추가 비트를 삽입하는 기능은 원래 스트림의 합보다 약간 더 높은 속도의 결합된 스트림을 사용하여 제공됩니다. 물론, 추가적인 비트 외에 서비스 신호, 프레임 동기 신호도 전송된다.

다시시간 디지털 계층(PDH)의 주요 단점은 모든 것을 역다중화/다중화하는 절차 없이 채널에 직접 액세스할 수 없다는 것입니다. 라인 신호, 네트워크 모니터링 및 관리 도구의 사실상 부재. 디지털 전송 시스템의 더 빠른 속도에 대한 요구와 품질 요구 사항의 증가로 인해 SDH(동기식 디지털 계층 구조) 시스템이 탄생하게 되었습니다.

1.3.1) 2차 디지털 전송 시스템 PCM120

유럽 계층 구조에 따른 CCITT의 권장 사항을 충족하는 PCM이 있는 보조 DSP는 직렬 시스템 ICM-120입니다. ZKNAP 및 MKS 유형의 케이블을 사용하여 기본 네트워크의 로컬 및 영역 섹션에서 채널을 구성하기 위한 것입니다. PCM-120 시스템의 기본 장치는 전송 속도가 2048kbit/s인 4개의 기본 디지털 스트림에서 전송 속도가 8448kbit/s인 일반적인 보조 디지털 스트림을 생성하는 장치입니다(그림 1.3). ADC-30 Primary DSP를 사용하면 120개의 HD 채널을 얻을 수 있으며, 이 경우 Primary DSP와 마찬가지로 PM 채널, PDI 채널, 오염물질 등 모든 구성 옵션이 유지됩니다.

1.3. DSP IKM-120의 구조

쌀. 1.4. DSP IKM-120의 시간 스펙트럼

표 1.3. DSP IKM-120의 시간 스펙트럼.

선형 경로는 2개의 케이블 구성에 따라 구성되지만 네트워크의 로컬 섹션에서는 단일 케이블 구성도 허용됩니다. 공칭 케이블 단면 다이어그램 엘 uch =5km, 원격 전원 섹션의 최대 길이 난 dptah= 200km. PM 재수신 구간의 최대 길이 L 최대 = 600km는 기본 네트워크 구역 섹션의 최대 길이에 해당합니다.

ICM-120 시스템의 VVG와 OLT 사이의 네트워크 연결점 CC 2의 디지털 스트림에는 CCITT의 권장 사항을 준수하는 매개변수가 있으므로 RRL 및 광섬유를 통해 표준 장비를 사용하여 통신을 구성하는 데 사용할 수 있습니다. 윤곽.

보조 디지털 스트림은 지속 기간 주기로 나뉩니다. T c = 125μs, 1056비트 간격으로 구성됩니다. 주기는 동일한 기간의 4개의 하위 주기로 나뉩니다(그림 1.4). 서브사이클 I의 처음 8개 위치는 결합된 스트림(111001100)의 동기화 신호가 차지하고 나머지 256개 위치(9번째부터 264번째까지)는 문자별 결합 원본( 4) 스트림. 그림에서 해당 위치에는 소스 스트림의 심볼 번호가 표시되어 있습니다. II 서브사이클의 처음 4개 위치는 RCC(Rate Matching Command)의 첫 번째 기호가 차지하고 다음 4개 위치는 CC 신호가 차지합니다. CSS의 두 번째 및 세 번째 기호(양수 일치 명령은 111이고 음수 일치 명령은 000)는 III 및 IV 하위 주기의 처음 4개 위치를 차지합니다.

CSS 기호를 배포하면 임펄스 노이즈 패킷의 영향으로부터 명령을 보호할 수 있습니다. 하위 사이클 III의 위치 5,...,8은 DI 신호(2개 위치), 비상 신호(1개 위치) 및 서비스 호출(1개 위치)을 전송하는 데 사용됩니다. IV 서브사이클의 위치 5,...,8에서는 결합된 스트림의 정보가 음의 속도 매칭으로 전송됩니다. 포지티브 속도 일치를 사용하면 IV 하위 주기의 위치 9,...,12에서의 정보 전송이 제외됩니다. 따라서 사이클의 정보 기호의 총 개수는 1024+4입니다. 속도 일치 작업은 78사이클 이후에만 수행되므로 하위 사이클 IV의 위치 5,...,8은 매우 드물게 점유되므로 중간 값과 변화의 성격에 대한 정보를 전송하는 데 사용됩니다. 결합된 흐름의 속도.

1. 무선통신시스템 구축의 원리

1.1 셀룰러 통신 시스템의 아키텍처.

1.2 네트워크에 의한 가입자 서비스.

1.3 가입자를 다음과 같이 분리하는 방법 셀룰러 통신

1.4 통신을 위한 DECT 표준.

1.5 블루투스, Wi-Fi 표준(802.11, 802.16).

2. 통신 시스템을 위한 복잡한 신호 시스템.

2.1 신호 스펙트럼

2.2 신호의 상관 특성

2.3 복잡한 신호의 유형

2.4 파생 신호 시스템

3. 복잡한 신호의 변조

3.1 신호의 기하학적 표현

3.2 신호(PM2, PM4, OFM)의 위상 조작 방법.

3.3 최소 주파수 이동을 통한 변조.

3.4 직교 변조 및 그 특성(QPSK, QAM)

3.5 직교 모뎀의 구현.

4. 통신 시스템의 신호 수신 특성.

4.1 M개의 알려진 신호를 구별할 때 오류가 발생할 확률

4.2 M개의 변동 신호를 구별할 때 오류가 발생할 확률.

4.3 M 신호를 미지의 신호와 구별할 때의 오차 계산

비에너지 매개변수.

4.4 동기식과 비동기식 통신 시스템의 비교.

5. 결론.

6. 참고자료

1. 무선통신시스템 구축의 원리

1.1 셀룰러 통신 시스템의 아키텍처

셀룰러 통신 시스템은 복잡하고 유연합니다. 기술 시스템, 구성 옵션과 수행되는 기능 범위 모두에서 큰 다양성을 허용합니다. 시스템의 복잡성과 유연성의 예는 특히 음성 및 기타 유형의 정보 전송을 모두 제공할 수 있다는 것입니다. 문자 메시지그리고 컴퓨터 데이터. 음성 전송 측면에서는 기존의 양방향 통신을 구현할 수 있습니다. 전화 통신, 다자간 전화 통신(소위 전화 회의 - 두 명 이상의 가입자가 동시에 대화에 참여함), 음성 메일. 통화로 시작하는 일반적인 양방향 전화 대화를 구성하는 경우 자동 재다이얼, 통화 대기 및 착신 전환 모드가 가능합니다.

셀룰러 통신 시스템은 예를 들어 교외가 있는 도시의 영토와 같은 서비스 영역을 포괄하는 셀 모음 또는 셀 형태로 구축됩니다. 세포는 일반적으로 동일한 크기의 규칙적인 육각형 형태로 개략적으로 묘사되며(그림 1.1), 이는 벌집과 유사하기 때문에 시스템을 세포라고 부르는 이유입니다. 시스템의 셀룰러 또는 셀룰러 구조는 할당된 주파수 범위와 높은 시스템 용량의 효율적인 사용을 결정하는 셀룰러 시스템의 기본 원리인 주파수 재사용 원리와 직접적으로 관련됩니다.

쌀. 1.1. 전체 서비스 영역을 포괄하는 시스템의 셀(cell)입니다.

각 셀의 중앙에는 해당 셀 내의 모든 이동국(가입자 무선 전화 장치)에 서비스를 제공하는 기지국이 있습니다(그림 1.2). 가입자가 한 셀에서 다른 셀로 이동하면 서비스가 한 셀에서 이전됩니다. 기지국다른 사람에게. 시스템의 모든 기지국은 차례로 러시아의 상호 연결된 통신 네트워크(ICN)에 액세스할 수 있는 스위칭 센터에 연결됩니다. 특히 도시에서 발생하는 경우 일반 도시에 액세스할 수 있습니다. 유선 전화 네트워크.

쌀. 1.2. 중앙에 기지국이 있는 하나의 셀은 셀의 모든 이동국에 서비스를 제공합니다.

그림에서. 1.3. 설명된 구조에 해당하는 기능 다이어그램이 표시됩니다.

쌀. 1.3. 셀룰러 통신 시스템의 단순화된 기능 다이어그램: BS – 기지국; PS – 이동국(가입자 무선 전화 장치).

실제로 세포는 결코 엄격한 기하학적 형태를 갖지 않습니다. 셀의 실제 경계는 전파의 전파 및 감쇠 조건에 따라 불규칙한 곡선 형태를 갖습니다. 지형, 식물과 건물의 특성과 밀도, 그리고 유사한 요소. 더욱이, 이동국의 한 셀에서 다른 셀로의 핸드오버 경계는 전파의 전파 조건의 변화와 이동국의 이동 방향에 따라 특정 한계 내에서 이동할 수 있기 때문에 일반적으로 셀의 경계가 명확하게 정의되지 않습니다. 역. 마찬가지로, 기지국의 위치는 셀의 중심과 대략적으로 일치할 뿐이며, 셀의 모양이 불규칙한지도 명확하게 판단하기가 쉽지 않습니다. 기지국이 지향성(수평면에서 등방성이 아닌) 안테나를 사용하는 경우 기지국은 실제로 셀 경계에 도달하게 됩니다. 또한, 셀룰러 통신 시스템은 시스템 진화 또는 스위치 용량 제한으로 인해 발생할 수 있는 하나 이상의 교환 센터를 포함할 수 있습니다. 예를 들어, 그림 1에 표시된 유형의 구조를 갖는 것이 가능합니다. 1.4. – 여러 스위칭 센터가 있으며 그 중 하나는 일반적으로 "헤드" 또는 "마스터"라고 불릴 수 있습니다.

쌀. 1.4. 두 개의 스위칭 센터를 갖춘 셀룰러 통신 시스템.

기능과 디자인 측면에서 셀룰러 통신 시스템의 가장 단순한 요소이자 사용자가 실제로 액세스할 수 있는 시스템의 유일한 요소인 이동국을 생각해 봅시다.

이동국의 블록도는 그림 1에 나와 있다. 1.5. 여기에는 다음이 포함됩니다.

제어 블록;

트랜시버 유닛;

안테나 블록.

쌀. 1.5. 이동국(가입자 무선 전화 장치)의 블록 다이어그램.

트랜시버 블록에는 송신기, 수신기, 주파수 합성기 및 논리 블록이 포함됩니다.

안테나 장치는 구성이 가장 간단합니다. 안테나 자체와 송수신 스위치가 포함되어 있습니다. 디지털 스테이션의 경우 후자는 안테나를 송신기의 출력이나 수신기의 입력에 연결하는 전자 스위치일 수 있습니다. 왜냐하면 디지털 시스템의 이동국은 동시에 수신 및 송신하도록 작동하지 않기 때문입니다.

제어 장치에는 마이크, 스피커, 키보드 및 디스플레이와 같은 핸드셋이 포함됩니다. 키보드(숫자 및 기능 키가 있는 다이얼링 필드)는 호출된 가입자의 전화번호를 다이얼링하는 데 사용되며 이동국의 작동 모드를 결정하는 명령도 사용됩니다. 디스플레이는 표시하는 데 사용됩니다. 다양한 정보스테이션의 장치 및 작동 모드에 의해 제공됩니다.

트랜시버 유닛은 훨씬 더 복잡합니다.

송신기에는 다음이 포함됩니다.

아날로그-디지털 변환기(ADC) – 마이크 출력의 신호를 디지털 형식으로 변환하고 음성 신호의 모든 후속 처리 및 전송은 역디지털-아날로그 변환까지 디지털 형식으로 수행됩니다.

음성 인코더는 음성 신호를 인코딩합니다. 즉, 중복성을 줄이기 위해 특정 법칙에 따라 디지털 신호를 변환합니다. 통신 채널을 통해 전송되는 정보의 양을 줄이기 위해;

채널 인코더 - 음성 인코더의 출력에서 수신된 디지털 신호에 추가(중복) 정보를 추가하며, 통신 회선을 통해 신호를 전송할 때 오류를 방지하도록 설계되었습니다. 같은 목적으로 정보는 특정 재포장(곱셈)을 거칩니다. 게다가, 채널 인코더는 논리 블록으로부터 전송된 신호로 들어오는 제어 정보를 포함하고;

변조기 – 인코딩된 비디오 신호의 정보를 반송파 주파수로 전송합니다.

수신기의 구성은 기본적으로 송신기와 일치하지만 구성 블록의 기능은 반대입니다.

복조기는 변조된 무선 신호로부터 정보를 전달하는 인코딩된 비디오 신호를 추출합니다.

채널 디코더는 입력 스트림에서 제어 정보를 추출하여 이를 논리 블록으로 전달합니다. 수신된 정보에 오류가 있는지 확인하고 가능한 경우 식별된 오류를 수정합니다. 추가 처리 전에 수신된 정보는 역방향(인코더와 관련하여) 재패킹됩니다.

음성 디코더는 채널 디코더로부터 수신된 음성 신호를 복원하여 고유한 중복성을 갖춘 자연스러운 형태로 변환하지만 디지털 형식입니다.

디지털-아날로그 변환기(DAC)는 수신된 음성 신호를 아날로그 형식으로 변환하여 스피커 출력에 공급합니다.

등화기는 다중 경로 전파로 인한 신호 왜곡을 부분적으로 보상하는 역할을 합니다. 기본적으로 이는 전송된 정보에 포함된 심볼의 트레이닝 시퀀스에 따라 조정되는 적응형 필터입니다. 이퀄라이저 블록은 일반적으로 기능적으로 필요하지 않으며 어떤 경우에는 없을 수도 있습니다.

인코더와 디코더의 조합을 코덱이라고도 합니다.

송수신기 유닛에는 송신기와 수신기 외에도 논리 유닛과 주파수 합성기가 포함됩니다. 실제로 논리 장치는 이동국의 작동을 제어하는 자체 RAM과 영구 메모리를 갖춘 마이크로컴퓨터입니다. 합성기는 무선 채널을 통해 정보를 전송하는 데 사용되는 반송파 주파수의 진동 소스입니다. 국부 발진기와 주파수 변환기가 존재하는 이유는 스펙트럼의 서로 다른 부분이 전송 및 수신에 사용된다는 사실 때문입니다.

기지국의 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1.6.

쌀. 1.6. 기지국의 블록 다이어그램.

여러 수신기와 동일한 수의 송신기가 있으면 주파수가 다른 여러 채널에서 동시에 작동할 수 있습니다.

동일한 이름의 수신기와 송신기에는 조정 가능한 공통 기준 발진기가 있어 한 채널에서 다른 채널로 이동할 때 조정된 조정이 보장됩니다. 수신 안테나당 N개의 수신기와 송신 안테나당 N개의 송신기의 동시 작동을 보장하기 위해 수신 안테나와 수신기 사이에 N개의 출력을 갖는 전력 분배기를 설치하고 송신기와 송신 안테나 사이에 N개의 입력을 갖는 전력 합산기를 설치합니다.

수신기와 송신기는 송신기 입력과 수신기 출력이 모두 디지털이기 때문에 DAC나 ADC가 없다는 점만 제외하면 이동국과 동일한 구조를 가지고 있다.

통신선 인터페이스 장치는 통신선을 통해 교환국으로 전송된 정보를 패킹하고 교환국으로부터 수신된 정보를 언팩합니다.

매우 강력하고 정교한 컴퓨터인 기지국 컨트롤러는 스테이션의 작동을 제어할 뿐만 아니라 모든 블록과 노드의 성능을 모니터링합니다.

스위칭 센터는 신경 센터이자 동시에 모든 기지국의 정보 흐름이 차단되고 다른 통신 네트워크에 대한 액세스가 제공되는 셀룰러 통신 시스템의 제어 센터입니다(고정 전화 네트워크, 장거리). 통신 네트워크, 위성 통신, 기타 셀룰러 네트워크.

스위칭 센터의 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1.7. 스위치는 해당 통신 회선 사이에 정보 흐름을 전환합니다. 특히 한 기지국에서 다른 기지국으로, 기지국에서 고정 통신 네트워크로 또는 그 반대로 정보 흐름을 지시할 수 있습니다.

스위치는 정보 흐름의 중간 처리(패킹/언패킹, 버퍼 저장)를 수행하는 적절한 통신 컨트롤러를 통해 통신 회선에 연결됩니다. 스위칭 센터 및 시스템 전체의 작동에 대한 일반적인 제어는 강력한 수학적 지원을 갖춘 중앙 컨트롤러에서 수행됩니다. 스위칭 센터의 작업에는 운영자의 적극적인 참여가 필요하므로 센터에는 적절한 터미널과 정보 표시 및 기록(문서화) 수단이 포함되어 있습니다. 운영자는 가입자 및 서비스 조건에 대한 데이터는 물론 시스템 작동 모드에 대한 초기 데이터를 입력합니다.

쌀. 1.7. 스위칭 센터의 블록 다이어그램.

시스템의 중요한 요소는 데이터베이스(집 등록, 손님 등록, 인증 센터, 장비 등록)입니다. 홈 레지스터에는 본 시스템에 등록된 모든 가입자에 대한 정보와 제공할 수 있는 서비스 유형이 포함되어 있습니다. 여기에는 통화 구성을 위해 가입자의 위치가 기록되며 실제로 제공되는 서비스가 기록됩니다. 게스트 레지스터에는 가입자(게스트(로머))에 대한 거의 동일한 정보가 포함되어 있습니다. 다른 시스템에 등록되어 있지만 현재 이 시스템에서 셀룰러 통신 서비스를 사용하고 있는 가입자에 대한 정보입니다. 인증센터에서는 가입자 인증 및 메시지 암호화 절차를 제공합니다. 장비 등록부는 서비스 가능성 및 승인된 사용과 관련하여 작동 중인 이동국에 대한 정보를 포함합니다.

1.2 네트워크에 의한 가입자 서비스

인터페이스는 셀룰러 통신 시스템 장치를 서로 연결하는 신호 시스템입니다. 각 셀룰러 표준은 여러 인터페이스(표준마다 다름)를 사용합니다.

셀룰러 통신에 사용되는 모든 인터페이스 중에서 하나는 특별한 위치를 차지합니다. 이는 모바일과 기지국 간의 교환 인터페이스입니다. 이를 에어 인터페이스라고 합니다. 무선 인터페이스는 모든 구성과 셀룰러 통신 표준에 대해 가능한 유일한 옵션으로 모든 셀룰러 통신 시스템에서 반드시 사용됩니다.

IS-54 표준의 D-AMPS 시스템의 무선 인터페이스는 비교적 간단합니다(그림 1.8).

트래픽 채널은 음성이나 데이터를 전송하는 채널이다. 트래픽 채널의 정보 전송은 40ms 기간의 연속 프레임으로 구성됩니다. 각 프레임은 6개의 시간 간격(슬롯)으로 구성됩니다. 슬롯 기간(6.67ms)은 324비트에 해당합니다. 전체 속도 코딩에서는 각 프레임의 하나의 음성 채널에 두 개의 슬롯이 할당됩니다. 20ms 음성 세그먼트가 1/3 길이의 하나의 슬롯에 압축됩니다. 절반 속도 코딩을 사용하면 프레임의 한 슬롯이 하나의 음성 채널에 할당됩니다. 음성 신호의 패키징은 전체 속도 인코딩보다 밀도가 두 배 더 높습니다.

그림 1.8. D-AMPS 시스템의 프레임 및 슬롯 구조(트래픽 채널, IS-54 표준): 데이터 – 음성 정보; Sync(Sc) – 동기화(훈련) 시퀀스. SACCH – 느린 정렬 제어 채널 정보; CDVCC(CC) – 인코딩된 디지털 색상 확인 코드; G – 보호 형태; R - 송신기 펄스 전면 간격; V,W,X,Y – 16진수 0; Res - 예약.

슬롯은 기지국에서 이동국으로의 순방향 트래픽 채널과 이동국에서 기지국으로의 역방향 트래픽 채널에서 약간 다른 구조를 갖는다. 두 경우 모두 음성 전송을 위해 260비트가 할당됩니다. 또 다른 52비트는 제어 및 보조 정보가 차지합니다. 여기에는 프레임 내의 슬롯을 식별하고 시간에 맞춰 슬롯을 동기화하며 이퀄라이저를 조정하는 데 사용되는 28비트 트레이닝 시퀀스가 포함됩니다. 12비트 SACCH 시그널링(모니터링 및 제어) 메시지 신호가 기지국에 의해 수신될 때 이동국을 식별하는 역할을 하는 12비트 코드형 디지털 컬러 코드(CDVCC) 필드(코드는 기지국에 의해 각 채널에 대해 개별적으로 할당됩니다. 즉, 각 이동국에 대해 후자에 의해 다시 기지국으로 중계됨).

순방향 채널의 나머지 12비트는 사용되지 않으며(예비), 역방향 채널에서는 유용한 정보가 전송되지 않는 보호 간격 역할을 합니다.

연결 설정의 초기 단계에서는 동기화 시퀀스와 CDVCC 코드가 다양한 길이의 0개로 구분되어 여러 번 반복되는 단축된 슬롯이 사용됩니다. 단축된 슬롯 끝에 추가 보호 형태가 있습니다. 이동국은 기지국으로부터 이동국의 거리에 따라 결정되는 필요한 시간 지연을 기지국이 선택할 때까지 단축된 슬롯을 전송한다.

주파수, 물리적, 논리적 등 여러 가지 통신 채널이 있습니다.

주파수 채널은 하나의 통신 채널에서 정보를 전송하기 위해 할당된 주파수 대역이다. 예를 들어 TDMA 방식에서는 여러 개의 물리적 채널을 하나의 주파수 채널에 배치할 수 있습니다.

TDMA(시분할 다중 접속) 시스템의 물리적 채널은 무선 인터페이스 프레임 시퀀스에서 특정 번호를 갖는 시간 슬롯입니다.

논리채널은 물리채널에서 트래픽 채널과 제어채널로 전달되는 정보의 종류에 따라 구분된다. 제어 채널은 제어 정보, 장비 상태 모니터링 정보 등의 신호 정보를 전달하고, 트래픽 채널은 음성 및 데이터를 전달합니다.

(트래픽은 통신 회선을 통해 전송되는 메시지의 모음입니다.)

핸드오버 없이 해당 ("홈") 시스템의 한 셀 내에서 이동국의 작동을 고려해 보겠습니다. 이 경우, 이동국의 동작에서는 4개의 동작 모드에 해당하는 4개의 단계가 구별될 수 있다:

전원 켜기 및 초기화;

대기 모드;

통신(통화) 모드;

통신 모드(전화 대화).

이동국을 켠 후 초기화(초기 시작)가 수행됩니다. 이 단계에서 이동국은 해당 제어 채널을 통해 기지국에 의해 정기적으로 전송되는 신호에 따라 시스템의 일부로 작동하도록 구성되며, 그 후 이동국은 대기 모드로 전환됩니다.

유휴 모드에 있는 동안 이동국은 다음을 모니터링합니다.

시스템 정보의 변경 - 이러한 변경은 시스템 작동 모드의 변경 및 이동국 자체의 이동과 연관될 수 있습니다.

시스템 명령 - 예를 들어 기능을 확인하는 명령입니다.

시스템으로부터 전화를 받습니다.

자신의 가입자로부터 통화를 초기화합니다.

또한, 이동국은 주기적으로, 예를 들어 10...15분마다 한 번씩 해당 신호를 기지국에 전송함으로써 그 기능을 확인할 수 있다. 교환 센터에서는 스위치가 켜진 각 이동국에 대해 "등록"된 셀이 고정되어 이동 가입자에게 전화를 걸기 위한 절차 구성이 용이해집니다.

시스템이 이동 가입자 번호로 호출을 받으면 교환 센터는 이 호출을 이동국이 "등록된" 셀의 기지국이나 이 셀 근처에 있는 여러 기지국으로 라우팅합니다. 마지막 "등록" 이후 경과된 시간 동안 가입자의 가능한 이동을 고려하고 기지국은 이를 적절한 호출 채널을 통해 전송합니다. 유휴 모드에 있는 단말은 자신의 기지국을 통해 호를 수신하고 응답하는 동시에 인증 절차에 필요한 데이터를 전송한다. 인증 결과가 긍정이면 트래픽 채널을 할당하고 해당 주파수 채널 번호를 이동국에 보고한다. 이동국은 전용 채널에 맞춰지고 기지국과 함께 통신 세션을 준비하는 데 필요한 단계를 수행합니다. 이 단계에서 이동국은 프레임의 특정 슬롯 번호를 조정하고, 시간 지연을 명확히 하고, 방출 전력 수준을 조정하는 등의 작업을 수행합니다. 시간 지연의 선택은 기지국으로부터 서로 다른 거리에 위치한 이동국과의 통신을 구성할 때 프레임 내 슬롯의 시간적 조정을 목적으로 이루어집니다. 이 경우, 이동국이 전송하는 패킷의 시간 지연은 기지국의 명령에 따라 조정된다.

그러면 기지국은 이동국에 의해 승인된 호출 메시지를 발행하고 호출자는 호출음을 들을 수 있습니다. 착신측이 통화에 응답하면, 이동국은 통화 종료를 요청한다. 연결이 완료되면 통신 세션이 시작됩니다.

대화 중에 이동국은 전송 및 수신된 음성 신호뿐만 아니라 음성과 동시에 전송되는 제어 신호도 처리합니다. 통화가 끝나면 이동국과 기지국 간에 서비스 메시지가 교환되며, 그 후 이동국의 송신기가 꺼지고 스테이션은 대기 모드로 전환됩니다.

통화가 이동국에서 시작된 경우, 즉 가입자가 착신 가입자의 번호로 전화를 걸고 제어판의 '통화' 버튼을 누르면 이동국은 착신 번호와 이동 가입자 인증을 위한 데이터를 나타내는 메시지를 기지국을 통해 전송한다. 인증 후 기지국은 트래픽 채널을 할당하며, 이후 통신 세션을 준비하는 단계는 시스템에서 호가 도착할 때와 동일합니다.

그러면 기지국은 교환 센터에 이동국이 준비되었음을 알리고 교환 센터는 호를 네트워크에 전송하며 이동국 가입자는 "통화 중" 또는 "통화 중" 신호를 들을 수 있습니다. 네트워크 측에서 연결이 종료됩니다.

연결이 설정될 때마다 인증 및 식별 절차가 수행됩니다.

인증이란 이동통신 시스템 가입자의 진위성(유효성, 적법성, 이동통신 서비스 이용 권한의 유무)을 확인하는 절차이다. 이 절차를 도입해야 하는 이유는 셀룰러 통신 서비스에 대한 무단 액세스를 얻으려는 불가피한 유혹 때문입니다.

식별은 이동국이 특정 속성이나 특성을 가진 그룹 중 하나에 속해 있음을 확인하는 절차입니다. 이 절차는 분실, 도난 또는 결함이 있는 장치를 식별하는 데 사용됩니다.

디지털 셀룰러 통신 시스템에서 인증 절차의 개념은 교환국에서 이동국으로 주기적으로 전송되는 준난수와 이동국별 개별 암호화 알고리즘을 이용하여 일부 식별자 비밀번호를 암호화하는 것이다. 동일한 입력 데이터와 알고리즘을 사용하는 이 암호화는 이동국과 교환국 모두에서 수행되며 두 결과가 일치하면 인증에 성공한 것으로 간주됩니다.

식별 절차는 도난당하거나 기술적으로 결함이 있는 장치를 유통에서 제거하기 위해 가입자 장치 식별자를 장비 등록부의 해당 "블랙 리스트"에 포함된 번호와 비교하는 것으로 구성됩니다. 장치 식별자는 변경하거나 위조하는 것이 어렵고 경제적으로 수익성이 없는 방식으로 만들어집니다.

이동국이 한 셀에서 다른 셀로 이동할 때 해당 서비스는 첫 번째 셀의 기지국에서 두 번째 셀의 기지국으로 이전됩니다(그림 1.9.). 이 프로세스를 핸드오버라고 합니다. 이는 이동국이 통신 세션 중에 셀 경계를 넘을 때만 발생하며 통신은 중단되지 않는다. 이동국이 대기 모드에 있는 경우 제어 채널을 통해 전송된 시스템 정보를 사용하여 이러한 움직임을 추적하고 적시에 다른 기지국의 더 강한 신호로 전환합니다.

쌀. 1.9. 이동국이 셀 경계를 넘을 때 셀 A에서 셀 B로 핸드오버됩니다.

핸드오버의 필요성은 신호 강도 및/또는 비트 오류율로 측정된 통신 채널의 품질이 허용 가능한 한도 아래로 떨어질 때 발생합니다. D-AMPS 표준에서는 이동국이 워킹 셀에 대해서만 이러한 특성을 측정하지만, 통신 품질이 저하되면 이를 기지국을 거쳐 교환국에 보고하고 교환국의 명령에 따라 유사한 측정을 수행한다. 이웃 셀의 이동국에 의해. 이러한 측정 결과에 따라 교환 센터는 서비스가 전송되어야 하는 셀을 선택합니다.

통신 채널의 품질이 가장 나쁜 셀에서 품질이 가장 좋은 셀로 서비스가 이전되며, 지정된 차이는 지정된 값 이상이어야 합니다. 만약 이 조건이 요구되지 않는다면, 예를 들어 이동국이 대략적으로 셀 경계를 따라 이동할 때, 첫 번째 셀에서 두 번째 셀로 그리고 그 반대로 다중 핸드오버가 가능하게 되어 시스템에 무의미한 작업이 걸리고 감소하게 됩니다. 통신 품질.

새로운 셀을 넘겨주기로 결정하고 새로운 셀을 선택하기로 결정한 교환국은 이를 새로운 셀의 기지국에 알리고, 이동국은 이전 셀의 기지국을 통해 새로운 주파수 채널을 나타내는 필요한 명령을 내린다. , 작업 슬롯 번호 등 이동국은 새로운 채널로 재구성되고 새로운 기지국과 함께 작동하도록 구성되며, 통신 세션을 준비할 때와 거의 동일한 단계를 수행하며, 그 후 통신은 새로운 셀의 기지국을 통해 계속됩니다. 그와 동시에 브레이크아웃 전화 대화 1초도 채 안 되는 시간 동안 구독자에게 표시되지 않습니다.

셀룰러 통신 시스템은 로밍 기능을 제공할 수 있습니다. 이는 다른 운영자의 시스템에서 한 운영자의 가입자에게 셀룰러 통신 서비스를 제공하는 절차입니다.

로밍을 구성하기 위한 이상적이고 단순화된 방식은 다음과 같습니다. 로밍을 허용하는 "외국" 시스템 영역에 있는 셀룰러 가입자는 마치 "자신의" 시스템 영역에 있는 것처럼 통화를 시작합니다. 이 가입자가 홈 레지스터에 나열되어 있지 않은 것을 확인한 교환 센터는 이를 로머로 인식하고 게스트 레지스터에 입력합니다. 동시에 로머의 "기본" 시스템 홈 레지스터에서 서비스 구성에 필요한 관련 정보를 요청하고 로머가 현재 어느 시스템에 있는지 보고합니다. 최신 정보는 로머의 "네이티브" 시스템의 홈 레지스터에 기록됩니다. 그 후 로머는 마치 집에 있는 것처럼 셀룰러 통신을 사용합니다.

1.3 셀룰러 통신에서 가입자를 분리하는 방법

통신 자원은 특정 시스템에서 신호 전송에 사용할 수 있는 시간과 대역폭을 나타냅니다. 효율적인 통신 시스템을 구축하기 위해서는 시간/주파수가 최대한 효율적으로 사용되도록 시스템 사용자 간의 자원 할당을 계획하는 것이 필요합니다. 이러한 계획의 결과는 사용자가 리소스에 동등하게 액세스할 수 있어야 합니다. 통신 시스템에서 가입자를 분리하는 방법은 크게 세 가지가 있습니다.

1. 주파수 분할. 사용되는 주파수 대역의 특정 하위 대역이 할당됩니다.

2. 일시적인 분리. 가입자에게는 정기적인 시간 슬롯이 할당됩니다. 일부 시스템은 사용자에게 제한된 통신 시간을 제공합니다. 다른 경우에는 사용자가 리소스에 액세스하는 시간이 동적으로 결정됩니다.

3. 코드 분리. 직교(또는 거의 직교) 분포된 스펙트럼 코드 세트의 특정 요소가 식별되며, 각각은 전체 주파수 범위를 사용합니다.

FDMA(주파수 분할 MA)를 사용하면 그림 1에 따라 통신 리소스가 분배됩니다. 1.10. 여기서 주파수 범위에 대한 신호 또는 사용자의 분포는 장기적이거나 영구적입니다. 통신 리소스는 스펙트럼에서 서로 떨어져 있는 여러 신호를 동시에 포함할 수 있습니다.

기본 주파수 범위에는 f 0과 f 1 사이의 주파수 간격, 두 번째 - f 2와 f 3 사이 등을 사용하는 신호가 포함됩니다. 사용된 대역 사이에 있는 스펙트럼 영역을 보호 대역이라고 합니다. 보호 대역은 버퍼 역할을 하여 인접한(주파수별) 채널 간의 간섭을 줄입니다.

쌀. 1.10. 주파수 분할 다중화.

변조되지 않은 신호가 더 높은 주파수 범위를 사용하도록 하려면 이 신호와 고정 주파수의 사인파 신호를 중첩하거나 혼합(변조)하여 변환합니다.

시분할 MA(TDMA)에서는 시간 슬롯이라는 짧은 시간 동안 M개의 신호(사용자) 각각에게 전체 스펙트럼을 제공하여 통신 자원을 분배합니다(그림 1.11.). 사용된 간격을 구분하는 기간을 보호 간격이라고 합니다.

보호 간격은 인접한 신호 사이에 일시적인 불확실성을 생성하고 버퍼 역할을 하여 간섭을 줄입니다. 일반적으로 시간은 프레임이라는 간격으로 나뉩니다. 각 프레임은 사용자들에게 배포될 수 있는 시간 슬롯으로 나뉩니다. 프레임의 전체 구조는 주기적이므로 TDMA 데이터 전송은 각 프레임 전체에서 주기적으로 반복되는 하나 이상의 시간 슬롯입니다.

쌀. 1.11. 임시 분리로 밀봉합니다.

CDMA(코드 분할 다중 접속)는 직접 시퀀스 확산 스펙트럼과 주파수 호핑 확산 스펙트럼이라는 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있는 확산 스펙트럼 기술을 실제로 적용한 것입니다.

직접 시퀀스 방법을 사용하여 스펙트럼을 확장하는 것을 고려해 보겠습니다. 확산 스펙트럼이라는 이름은 신호 전송에 사용되는 대역폭이 데이터 전송에 필요한 최소 대역폭보다 훨씬 넓기 때문에 붙여진 이름입니다. 따라서 N명의 사용자는 개별 코드 gi(t)를 받습니다. 여기서 i = 1,2,…,N입니다. 코드는 대략 직교합니다.

표준 CDMA 시스템의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 1.12.

쌀. 1.12. 코드 분할 다중 접속.

회로의 첫 번째 블록은 반송파 AcosΩ 0 t의 데이터 변조에 해당합니다. 그룹 1의 사용자에 속하는 변조기의 출력은 다음 형식으로 작성될 수 있습니다: s 1 (t)=A 1 (t)cos(Ω 0 t+ψ 1 (t)).

수신된 신호 유형은 임의적일 수 있습니다. 변조된 신호는 그룹 1에 할당된 확산 신호 g1(t)와 곱해지며; 결과 g 1 (t)s 1 (t)가 채널을 통해 전송됩니다. 마찬가지로 2에서 N까지의 그룹 사용자의 경우 코드 함수와 신호의 곱이 사용됩니다. 코드에 대한 액세스는 명확하게 정의된 사용자 그룹으로 제한되는 경우가 많습니다. 채널의 결과 신호는 전송된 모든 신호의 선형 조합입니다. 신호 전송의 지연을 무시하면 지정된 선형 조합은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. g 1 (t)s 1 (t)+ g 2 (t)s 2 (t)+… + g N (t)s N (t) .

s 1 (t)와 g 1 (t)를 곱하면 스펙트럼이 스펙트럼 s 1 (t)와 g 1 (t)의 컨볼루션인 함수가 생성됩니다. 신호 s 1 (t)는 (g 1 (t)에 비해) 협대역으로 간주될 수 있으므로, 대역 g 1 (t) s 1 (t) 및 g 1 (t)는 대략 동일한 것으로 간주될 수 있습니다. 사용자 그룹 1로부터 메시지를 수신하도록 구성된 수신기를 생각해보자. 수신된 신호와 수신기에서 생성된 코드 g 1 (t)가 서로 완전히 동기화되었다고 가정하자. 수신기의 첫 번째 단계는 수신된 신호에 g 1 (t)를 곱하는 것입니다. 결과적으로, 함수 g 1 2 (t)s 1 (t) 및 일련의 부차 신호 g 1 (t)g 2 (t)s 2 (t)+ g 1 (t)g 3 (t)s 3(t)가 얻어집니다 )+…+ g 1(t)g N(t)s N(t). 코드 함수 gi(t)가 서로 직교하는 경우 결과 신호는 잡음 없이 이상적으로 추출될 수 있습니다.

측면 신호는 시스템에 의해 쉽게 필터링됩니다.

CDMA의 주요 장점은 개인정보 보호와 잡음 내성입니다.

1. 기밀성. 사용자 그룹 코드가 해당 그룹의 승인된 구성원에게만 알려진 경우, 코드가 없는 승인되지 않은 사람은 전송되는 정보에 접근할 수 없기 때문에 CDMA는 통신 기밀을 보장합니다.

2. 노이즈 내성. 전송할 때 시퀀스로 신호를 변조하려면 수신 시 동일한 시퀀스로 신호를 다시 변조해야 하며(이는 신호를 복조하는 것과 동일) 원래의 협대역 신호가 복원됩니다. 간섭이 협대역인 경우 수신 시 복조 직접 시퀀스가 변조 시퀀스로 작용합니다. 광대역 W ss에 걸쳐 스펙트럼을 "확산"합니다. 그 결과 간섭 전력의 1/G 부분만 신호 W s의 협대역에 떨어지므로 협대역 간섭은 G 배만큼 약화됩니다. 여기서 G=W ss /W s (W ss – 확장된 스펙트럼 대역, W s – 원래 스펙트럼). 간섭이 광대역인 경우(대역폭이 W ss 이상인 경우) 복조를 해도 스펙트럼 폭은 변경되지 않으며 간섭은 대역이 W s보다 넓은 만큼 몇 배나 약해진 신호 대역에 들어갑니다. 원래 신호의 밴드.

1.4 표준 DECT 의사소통을 위해

DECT 시스템과 장치는 전 세계 30개 이상의 국가에 배포되어 있습니다. 실제로 DECT는 다양한 유형의 통신 네트워크 및 장비에 대한 무선 인터페이스를 정의하는 일련의 사양입니다. DECT는 통신 네트워크와 단말 장비가 상호 작용할 수 있도록 하는 요구 사항, 프로토콜 및 메시지를 결합합니다. 네트워크 자체의 구성과 장비 설계는 표준에 포함되지 않습니다. DECT의 가장 중요한 임무는 서로 다른 제조업체의 장비 간의 호환성을 보장하는 것입니다.

처음에 DECT는 전화 통신(무선 확장기, 무선 사설 교환기, 공중 전화 네트워크에 대한 무선 액세스 제공)에 중점을 두었습니다. 그러나 이 표준은 매우 성공적이어서 데이터 전송 시스템과 공공 통신 네트워크에 대한 무선 가입자 액세스에 사용되기 시작했습니다. DECT는 멀티미디어 응용 프로그램과 홈 라디오 네트워크, 인터넷 액세스 및 팩스 통신에 사용됩니다.

DECT 무선 인터페이스란 무엇입니까? 20MHz의 넓은 범위(1880~1900MHz)에서는 1.728MHz 간격으로 10개의 반송파 주파수가 할당됩니다. DECT는 시분할 접속 기술인 TDMA를 사용합니다. 시간 스펙트럼은 10ms의 개별 프레임으로 나뉩니다(그림 1.13.). 각 프레임은 24개의 시간 슬롯으로 나누어집니다. 즉, 수신용 슬롯 12개(웨어러블 단말의 관점에서)와 전송용 슬롯 12개입니다. 따라서 10개의 캐리어 주파수 각각에 12개의 이중화 채널(총 120개)이 형성되며, 수신/송신의 시분할(5ms 간격)에 의해 이중화가 보장됩니다. 동기화에는 32비트 시퀀스 "101010..."이 사용됩니다. DECT는 적응형 차동 펄스 코드 변조 기술에 따라 32Kbit/s의 속도로 음성 압축을 제공합니다. 따라서 각 슬롯의 정보 부분은 320비트이다. 데이터를 전송할 때 시간 슬롯을 결합하는 것이 가능합니다. 무선 경로는 가우스 주파수 변조를 사용합니다.

DECT 기지국(BS)과 가입자 단말기(AT)는 사용 가능한 모든 채널(최대 120개)을 지속적으로 검색합니다. 이 경우 각 채널의 신호 강도가 측정되어 RSSI 목록에 입력됩니다. 채널이 사용량이 많거나 소음이 심하면 RSSI가 높습니다. 기지국은 가입자 호출, 기지국 식별자, 시스템 성능 등에 대한 서비스 정보를 지속적으로 전송하기 위해 RSSI 값이 가장 낮은 채널을 선택합니다. 이 정보는 AT에 대한 참조 신호 역할을 합니다. 이를 사용하여 가입자 장치는 특정 BS에 액세스할 수 있는 권한이 있는지 여부, 가입자가 요구하는 서비스를 제공하는지 여부, 시스템에 여유 용량이 있는지 여부를 결정하고 선택합니다. 최고 품질의 신호를 가진 BS.

DECT에서는 통신 채널이 항상 AT를 결정합니다. BS로부터 연결 요청(Incoming Connection)이 발생하면 AT는 이를 통보받고 무선 채널을 선택한다. 서비스 정보는 기지국에서 전송되고 가입자 단말기에서 지속적으로 분석되므로 AT는 항상 가장 가까운 BS와 동기화됩니다. 새 연결을 설정할 때 AT는 RSSI 값이 가장 낮은 채널을 선택합니다. 이렇게 하면 사용 가능한 "가장 깨끗한" 채널에서 새 연결이 발생합니다. 이 동적 채널 할당 절차를 사용하면 DECT의 가장 중요한 속성인 주파수 계획을 없앨 수 있습니다.

쌀. 1.13. DECT 스펙트럼.

AT는 연결이 설정된 경우에도 지속적으로 사용 가능한 채널을 분석하므로 통신 세션 중에 동적으로 전환할 수 있습니다. 이러한 전환은 동일한 BS의 다른 채널과 다른 BS 모두에서 가능합니다. 이 절차를 "핸드오버"라고 합니다. 핸드오버 중에 AT는 새로운 연결을 설정하고 두 채널 모두에서 일정 시간 동안 통신이 유지됩니다. 그런 다음 가장 좋은 것이 선택됩니다. 서로 다른 BS 채널 간의 자동 전환은 사용자가 거의 눈치채지 못한 채 발생하며 완전히 AT에 의해 시작됩니다.

DECT 장비의 무선 경로에서 신호 전력은 10~250mW로 매우 낮은 것이 중요합니다. 더욱이 10mW는 건물 내부에서 셀 반경이 30~50m이고 개방된 공간에서 최대 300~400m인 마이크로셀 시스템의 공칭 전력입니다. 최대 250mW 출력의 송신기는 넓은 지역(최대 5km)의 무선 범위에 사용됩니다.

10mW의 전력으로 25m 거리에서 기지국을 찾을 수 있으며, 결과적으로 BS가 육각형에 따라 위치할 경우 기록적인 동시 연결 밀도(가입자 약 10만 명)가 달성됩니다. 같은 평면(같은 층)의 패턴입니다.

무단 액세스로부터 보호하기 위해 DECT 시스템은 BS 및 AT 인증 절차를 사용합니다. AT는 액세스할 수 있는 시스템이나 개별 기지국에 등록됩니다. 각 연결마다 인증이 발생합니다. BS는 AT에 "요청"을 보냅니다. 난수(64비트). 이 번호와 인증키를 기반으로 AT와 BS는 주어진 알고리즘을 사용하여 AT가 BS로 전송하는 인증 응답(32비트)을 계산합니다. BS는 계산된 응답을 수신한 응답과 비교하고 일치하면 AT에 연결을 허용합니다. DECT에는 표준 인증 알고리즘인 DSAA가 있습니다.

원칙적으로 인증키는 길이가 128비트인 가입자 인증키 UAK 또는 AC 인증코드(16~32비트)를 기준으로 계산됩니다. UAK는 AT ROM 또는 SIM 카드와 유사한 DAM 카드에 저장됩니다. AC는 AT ROM에 수동으로 쓰거나 인증 중에 입력할 수 있습니다. UAK와 함께 16~32비트 길이의 개인 UPI 사용자 식별자가 사용되며 수동으로만 입력됩니다. 또한 TDMA를 사용하는 시스템에서 정보를 무단으로 검색하는 것은 매우 어려우며 전문가만 접근할 수 있습니다.

1.5 표준 블루투스 , Wi - Fi (802.11, 802.16)

블루투스 사양에서는 시간 다중화를 통해 정보를 전송하는 패킷 방식을 설명합니다. 무선 교환은 2400-2483.5MHz 주파수 대역에서 발생합니다. 무선 경로는 주파수 점프와 2단계 가우스 주파수 변조를 통한 스펙트럼 확장 방법을 사용합니다.

주파수 호핑 방법은 전송에 할당된 전체 주파수 대역을 각각 1MHz 폭의 특정 수의 하위 채널로 분할하는 것을 의미합니다. 채널은 79개 또는 23개 RF 하위 채널에 걸친 의사 무작위 홉 시퀀스입니다. 각 채널은 625μs 지속 시간의 시간 세그먼트로 나누어지며, 각 세그먼트는 특정 하위 채널에 해당합니다. 송신기는 한 번에 하나의 하위 채널만 사용합니다. 점프는 미리 고정된 의사 무작위 시퀀스로 송신기와 수신기에서 동시에 발생합니다. 초당 최대 1600번의 주파수 점프가 발생할 수 있습니다. 이 방법은 전송의 기밀성과 일부 노이즈 내성을 보장합니다. 전송된 패킷이 어떤 하위 채널에서도 수신될 수 없는 경우 수신기가 이를 보고하고 패킷 전송이 다음 하위 채널 중 하나에서 다른 주파수로 반복된다는 사실로 잡음 면역이 보장됩니다.

Bluetooth 프로토콜은 지점 간 연결과 지점 간 연결을 모두 지원합니다. 동일한 채널을 사용하는 두 개 이상의 장치가 피코넷을 형성합니다. 장치 중 하나는 기본 장치로 작동하고 나머지는 슬레이브로 작동합니다. 단일 피코넷에는 최대 7개의 활성 슬레이브가 있을 수 있으며 나머지 슬레이브는 "파킹" 상태로 마스터와 동기화된 상태를 유지합니다. 상호 연결된 피코넷은 "분산 네트워크"를 형성합니다.

각 피코넷에는 하나의 마스터 장치만 있지만 슬레이브 장치는 다른 피코넷의 일부일 수 있습니다. 또한 한 피코넷의 주 장치는 다른 피코넷의 슬레이브 장치가 될 수 있습니다(그림 1.14.). 피코넷은 시간과 주파수가 서로 동기화되지 않습니다. 각 피코넷은 고유한 주파수 홉 시퀀스를 사용합니다. 하나의 피코넷에서는 모든 장치가 시간과 주파수에서 동기화됩니다. 홉 시퀀스는 각 피코넷마다 고유하며 호스트 장치의 주소에 따라 결정됩니다. 의사 난수 시퀀스의 주기 길이는 2 27개 요소입니다.

쌀. 1. 14. 하나의 슬레이브 장치 a), 여러 b) 및 분산 네트워크 c)가 있는 피코넷.

Bluetooth 표준은 시간 공유를 기반으로 하는 이중 전송을 제공합니다. 주 장치는 홀수 시간 세그먼트로 패킷을 전송하고 슬레이브 장치는 짝수 시간 세그먼트로 패킷을 전송합니다(그림 1.15.). 패킷은 길이에 따라 최대 5개의 시간 세그먼트를 차지할 수 있습니다. 이 경우, 패킷 전송이 끝날 때까지 채널 주파수는 변경되지 않습니다(그림 1.16.).

쌀. 1. 15. 채널 작동의 시간 다이어그램.

Bluetooth 프로토콜은 비동기 데이터 채널, 최대 3개의 동기(일정 속도) 음성 채널 또는 동시 비동기 데이터 및 동기 음성이 포함된 채널을 지원할 수 있습니다.

동기 연결에서 호스트 장치는 소위 동기 간격으로 이어지는 시간 세그먼트를 예약합니다. 오류가 있는 패킷을 수신하더라도 동기 연결 중에는 재전송되지 않습니다. 비동기 통신은 동기 통신용으로 예약되지 않은 시간 세그먼트를 사용합니다. 비동기 패킷의 주소 필드에 주소가 지정되지 않은 경우 패킷은 "브로드캐스트"로 간주됩니다. 즉, 모든 장치에서 읽을 수 있습니다. 비동기 연결오류가 있는 수신 패킷을 재전송할 수 있습니다.

쌀. 1. 16. 다양한 길이의 패킷 전송.

표준 Bluetooth 패킷에는 72비트 암호, 54비트 헤더 및 2745비트 이하의 정보 필드가 포함되어 있습니다. 액세스 코드는 동일한 피코넷에 속한 패킷을 식별하며 동기화 및 쿼리 절차에도 사용됩니다. 여기에는 프리앰블(4비트), 동기화 워드(64비트) 및 트레일러(4비트 체크섬)가 포함됩니다.

헤더에는 통신 제어를 위한 정보가 포함되어 있으며 6개의 필드로 구성됩니다. AM_ADDR – 활성 요소의 3비트 주소; TYPE – 4비트 데이터 유형 코드; FLOW - 장치의 수신 준비 상태를 나타내는 데이터 흐름 제어 1비트입니다. ARQN – 올바른 수신을 확인하는 1비트; SEQN - 패킷의 순서를 결정하는 데 사용되는 1비트입니다. HEC – 8비트 체크섬.

정보 필드는 패킷 유형에 따라 음성 필드나 데이터 필드를 포함하거나 두 가지 유형의 필드를 동시에 포함할 수 있습니다.

로컬 데이터 네트워크에 사용되는 IEEE 802.11 표준을 고려해보세요. 기본적으로 비동기식인 이더넷과 유사한 무선 네트워크에서.

IEEE 802.11은 상호연동 모델의 하위 두 계층을 고려합니다. 개방형 시스템– 물리적 (전송 매체 작업 방법, 속도 및 변조 방법이 결정됨) 및 데이터 링크 레벨, 마지막 레벨에서는 하위 하위 계층이 고려됩니다 - MAC, 즉 채널(전송 매체)에 대한 액세스를 제어합니다. IEEE 802.11은 83.5MHz의 대역폭으로 2.400 - 2.4835GHz 범위를 사용하며 48비트 주소 패킷으로 패킷 전송을 제공합니다.

이 표준은 "모든 사람과 모든 사람"(두 스테이션 간에 직접 통신이 설정되고 모든 장치가 무선 가시성 내에 있어야 하며 관리가 발생하지 않음) 원칙에 따라 로컬 네트워크를 구성하는 두 가지 주요 방법과 구조화된 네트워크 형태를 제공합니다. 네트워크 (추가 장치가 나타납니다 - 액세스 포인트는 일반적으로 고정되어 고정 채널에서 작동합니다. 장치 간 통신은 외부 유선 네트워크에 대한 액세스가 가능한 액세스 포인트를 통해서만 발생합니다).

일반적으로 제어 기능은 IEEE 802.11 네트워크(DCF 모드)의 모든 장치에 분산됩니다. 그러나 구조화된 네트워크의 경우 제어가 하나의 특정 액세스 포인트로 전송되면 PCF 모드가 가능합니다. 지연에 민감한 정보를 전송할 때 PCF 모드가 필요합니다. 결국 IEEE 802.11 네트워크는 채널에 대한 경쟁적 액세스 원칙에 따라 작동하며 우선순위가 없습니다. 필요한 경우 이를 설정하기 위해 PCF 모드가 도입되었습니다. 그러나 이 모드의 작동은 주기적으로 반복되는 특정 간격으로만 발생할 수 있습니다.

데이터 전송의 보안을 보장하기 위해 스테이션 인증 및 전송된 데이터 암호화가 MAC 수준에서 제공됩니다.

IEEE 802.11은 반송파 감지 및 충돌 감지 기능을 갖춘 다중 채널 액세스를 제공합니다. 스테이션은 채널이 사용 가능한 경우에만 전송을 시작할 수 있습니다. 스테이션이 여러 스테이션이 동일한 채널에서 작동을 시도하고 있음을 감지하면 모두 전송을 중지하고 임의의 시간 후에 재개를 시도합니다. 따라서 전송하는 경우에도 장치는 채널을 모니터링해야 합니다. 리셉션에서 일해요.

채널에 대한 액세스를 처음 시도하기 전에 장치는 임의 대기 간격의 지속 시간을 특수 카운터에 로드합니다. 채널이 유휴 상태인 동안 해당 값은 지정된 주파수에서 감소됩니다. 카운터가 0으로 재설정되면 장치가 채널을 점유할 수 있습니다. 카운터가 재설정되기 전에 다른 장치가 채널을 점유하면 카운팅이 중지되고 달성된 값이 유지됩니다. 다음 시도에서는 저장된 값부터 카운트다운이 시작됩니다. 결과적으로, 지난번에 진출하지 못한 사람들은 다음 번에 채널을 점유할 더 좋은 기회를 얻게 됩니다. 유선 이더넷 네트워크에서는 그렇지 않습니다.

전송이 이루어지는 패킷은 실제로 MAC 계층에서 형성되며, 물리 계층에서는 프리앰블과 PLCP 헤더 자체로 구성된 PLCP(물리 계층 헤더)가 추가됩니다. MAC 계층 패킷은 데이터 패킷, 제어 패킷, 제어 패킷의 세 가지 유형이 있습니다. 그들의 구조는 동일합니다. 각 패킷에는 MAC 헤더, 정보 필드 및 체크섬이 포함됩니다.

고정 액세스 광대역 대도시 무선 데이터 네트워크는 IEEE 802.16 표준을 사용합니다.

IEEE 802.16 표준은 지점 대 다중 지점 아키텍처(중앙에서 다수까지)를 사용하는 10 - 66 GHz 범위의 시스템에서의 작동을 설명합니다. 이는 양방향 시스템입니다. 다운스트림(기지국에서 가입자로) 및 업스트림(기지국으로) 흐름이 제공됩니다. 이 경우 채널은 광대역(약 25MHz)이고 전송 속도는 빠릅니다(예: 120Mbit/s).

IEEE 802.16 표준은 단일 캐리어 변조 방식(주파수 채널당)을 제공하고 세 가지 유형의 직교 진폭 변조(4위치 QPSK 및 16위치 16-QAM(모든 장치에 필수))와 64-QAM( 선택 과목).

물리 계층의 데이터는 연속적인 프레임 시퀀스로 전송됩니다. 각 프레임에는 고정된 지속 시간(0.5)이 있습니다. 1 및 2ms. 프레임은 프리앰블(동기 시퀀스 32 QPSK 기호 길이), 제어 섹션 및 데이터 패킷 시퀀스로 구성됩니다. IEEE 802.16 표준에서 정의한 시스템은 양방향이므로 이중화 메커니즘이 필요합니다. 이는 업스트림 및 다운스트림 채널의 주파수 및 시간 분리를 모두 제공합니다. 시간 채널 이중화를 사용하면 프레임이 다운링크와 업링크 서브프레임으로 구분되며 특별한 간격으로 구분됩니다. 주파수 이중화를 사용하면 업링크 및 다운링크 채널이 각각 자체 캐리어에서 브로드캐스트됩니다.

IEEE 802.16 MAC 계층은 서비스 변환 하위 계층(서비스는 서로 다른 응용 프로그램임), 기본 하위 계층 및 보안 하위 계층의 세 가지 하위 계층으로 나뉩니다. 보안 하위 수준에서는 인증 메커니즘과 데이터 암호화가 구현됩니다. 서비스 변환 하위 계층에서는 상위 프로토콜의 데이터 스트림을 변환하여 IEEE 802.16 네트워크를 통해 데이터를 전송합니다. 각 유형의 상위 수준 애플리케이션에 대해 표준은 자체 변환 메커니즘을 제공합니다. 메인 MAC 하위 계층에서는 데이터 패킷이 생성되어 물리 계층으로 전송되고 통신 채널을 통해 브로드캐스팅됩니다. MAC 패킷에는 헤더와 데이터 필드가 포함되어 있으며, 그 뒤에 체크섬이 올 수 있습니다.

IEEE 802.16 표준의 핵심은 서비스 흐름의 개념과 "연결" 및 "연결 식별자"(CID)의 관련 개념입니다. IEEE 802.16 표준의 서비스 스트림은 특정 애플리케이션과 관련된 데이터 스트림입니다. 이러한 맥락에서 연결은 서비스 스트림 전송을 위해 송신측과 수신측의 MAC 계층에서 논리적 연결을 설정하는 것입니다. 각 연결에는 연결 유형 및 특성과 고유하게 연관된 16비트 CID가 할당됩니다. 서비스 흐름은 정보 전송 채널에 대한 일련의 요구 사항(기호 지연 시간, 지연 변동 수준 및 보장된 처리량)으로 특징지어집니다. 각 서비스 흐름에는 SFID가 할당되며, 이를 기반으로 BS는 이 서비스 흐름과 관련된 특정 연결의 필수 매개변수를 결정합니다.

IEEE 802.16 표준에서 채널 액세스를 제공하는 기본 원칙은 요청 시 액세스입니다. 스피커가 하나도 없습니다 ( 가입자 스테이션)는 BS가 허용할 때까지 등록 및 채널 제공 요청을 제외한 어떤 것도 전송할 수 없습니다. 업링크에 시간 슬롯을 할당하고 해당 위치를 나타냅니다. 스피커는 채널에서 특정 크기의 대역폭을 요청하거나 이미 제공된 채널 리소스를 변경하도록 요청할 수 있습니다. IEEE 802.16 표준은 각 개별 연결과 특정 AS의 모든 연결에 대해 두 가지 액세스 권한 부여 모드를 제공합니다. 분명히 첫 번째 메커니즘은 더 큰 유연성을 제공하지만 두 번째 메커니즘은 오버헤드 메시지의 양을 크게 줄이고 하드웨어에서 더 적은 성능을 필요로 합니다.

2. 통신 시스템의 복잡한 신호 시스템

2.1 신호 스펙트럼

신호 스펙트럼 s(t)는 푸리에 변환에 의해 결정됩니다.

일반적으로 스펙트럼은 주파수 Ω의 복소 함수입니다. 스펙트럼은 다음과 같은 형태로 표현될 수 있다.

여기서 |S(Ω)| 는 진폭이고 Φ(Ω)는 신호 s(t)의 위상 스펙트럼입니다.

신호 스펙트럼에는 다음과 같은 속성이 있습니다.

1. 선형성: s 1 (t), s 2 (t), ..., s 1 (t)S 1 (Ω), s 2 (t)S 2 (Ω) 신호 세트가 있는 경우, ..., 신호의 합은 다음과 같이 푸리에 변환됩니다.

여기서 a i는 임의의 수치 계수입니다.

2. 신호 s(t)가 스펙트럼 S(Ω)에 해당하는 경우, t 0만큼 이동된 동일한 신호는 e - jΩt 0 s(t-t 0)S(Ω)를 곱한 스펙트럼 S(Ω)에 해당합니다. )e - jΩt 0 .

3. 만약 s(t)S(Ω)라면,

4. s(t)S(Ω) 및 f(t)=ds/dt이면 f(t)F(Ω)=jΩS(Ω)입니다.

5. s(t)S(Ω) 및 g(t)=∫s(t)dt이면 g(t)G(Ω)=S(Ω)/jΩ입니다.

6. u(t)U(Ω), v(t)V(Ω) 및 s(t)=u(t)v(t)이면

신호는 역 푸리에 변환을 사용하여 스펙트럼에 걸쳐 위치합니다.

일부 신호의 스펙트럼을 고려해 보겠습니다.

1. 직사각형 펄스.

그림 2.1. 직사각형 펄스의 스펙트럼.

2. 가우스 임펄스.

s(t)=Uexp(-βt 2)

그림 2.2. 가우스 펄스의 스펙트럼.

3. 부드러운 충동

수치 적분을 사용하여 스펙트럼 S(Ω)를 찾습니다.

S(0)=2.052 S(6)=-0.056

S(1)=1.66 S(7)=0.057

S(2)=0.803 S(8)=0.072

S(3)= 0.06 S(9)=0.033

S(4)=-0.259 S(10)=-0.0072

S(5)=-0.221 S(Ω)=S(-Ω)

쌀. 2.3. 평활화된 펄스의 스펙트럼.

2.2 신호의 상관 특성

시간 이동된 신호를 비교하기 위해 신호의 자기상관 함수(ACF)가 도입되었습니다. 이는 신호 u(t)와 해당 시간 이동 복사본 u(t - τ) 간의 차이 정도를 정량적으로 결정하며 신호와 복사본의 스칼라 곱과 같습니다.

τ=0에서 자기상관 함수는 신호 에너지와 같아진다는 것이 즉시 명백해집니다: Bu(0)=E u .

자기상관 함수는 짝수입니다: Bu(τ)=Bu(-τ).

임의의 시간 이동 τ 값에 대해 ACF 계수는 신호 에너지 |Bu(τ)|≤Bu(0)=Eu를 초과하지 않습니다.

ACF는 다음과 같이 신호 스펙트럼과 관련됩니다.

그 반대도 마찬가지입니다.

이산 신호의 경우 ACF는 다음과 같이 결정됩니다.

그리고 다음과 같은 속성을 가지고 있습니다.

이산 ACF는 짝수입니다: Bu(n)=Bu(-n).

제로 시프트에서 ACF는 이산 신호의 에너지를 결정합니다.

때때로 신호의 상호 상관 함수(MCF)가 도입되는데, 이는 서로에 대한 신호의 시간 이동뿐만 아니라 신호 모양의 차이도 설명합니다.

VKF는 다음과 같이 결정됩니다.

지속적인 신호 및

이산 신호용.

일부 신호의 ACF를 고려해 보겠습니다.

1. 직사각형 펄스의 시퀀스

쌀. 2.4. 일련의 직사각형 펄스의 ACF입니다.

2. 7위치 바커 신호

Bu(0)=7, Bu(1)= Bu(-1)=0, Bu(2)= Bu(-2)=-1, Bu(3)= Bu(-3) )=0, Bu(4)= Bu(-4)=-1, Bu(5)= Bu(-5)=0, Bu(6)= Bu(-6)=-1 , Bu(7)= Bu(-7)=0.

쌀. 2.5. 7위치 바커 신호의 ACF.

3. 8위치 Walsh 기능

2차 월시 함수

Bu(0)=8, Bu(1)= Bu(-1)=3, Bu(2)= Bu(-2)=-2, Bu(3)= Bu(-3) )=-3, Bu(4)= Bu(-4)=-4, Bu(5)= Bu(-5)=-1, Bu(6)= Bu(-6)= 2, Bu(7)= Bu(-7)=1, Bu(8)= Bu(-8)=0.

쌀. 2.6. 2차 Walsh 함수의 ACF입니다.

7차 월시 함수

Bu(0)=8, Bu(1)= Bu(-1)=-7, Bu(2)= Bu(-2)=6, Bu(3)= Bu(-3) )=-5, Bu(4)= Bu(-4)=4, Bu(5)= Bu(-5)=-3, Bu(6)= Bu(-6)=2 , Bu(7)= Bu(-7)=-1, Bu(8)= Bu(-8)=0.

쌀. 2.7. 7차 Walsh 함수의 ACF입니다.

2.3 복잡한 신호의 유형

신호는 유용한 정보를 전달하고 통신 회선을 따라 전파할 수 있는 물리적 프로세스입니다. 신호 s(t)는 유한한 지속 시간 T를 갖는 물리적 프로세스를 반영하는 시간 함수를 의미합니다.

신호 지속 시간 T와 스펙트럼 폭을 곱한 베이스 B가 1에 가까운 신호를 "단순" 또는 "보통"이라고 합니다. 이러한 신호는 주파수, 시간(지연) 및 위상으로 구분할 수 있습니다.

복잡하고 다차원적이며 잡음과 유사한 신호는 복잡한 법칙에 따라 형성됩니다. 신호 T가 지속되는 동안 주파수나 위상이 추가로 조작(또는 변조)됩니다. 추가 진폭 변조는 거의 사용되지 않습니다. 추가 변조로 인해 신호의 스펙트럼 Δf(지속 시간 T를 유지하면서)가 확장됩니다. 따라서 이러한 신호의 경우 B=T Δf>>1입니다.

복잡한 신호 형성의 특정 법칙에 따라 해당 신호의 스펙트럼은 연속적이고 거의 균일한 것으로 나타납니다. 제한된 대역폭으로 잡음 스펙트럼에 가깝습니다. 이 경우 신호 자기상관 함수에는 하나의 주요 스파이크가 있으며 그 폭은 신호의 지속 시간이 아니라 스펙트럼 폭에 따라 결정됩니다. 대역 제한 잡음 자기 상관 함수와 유사한 형태를 갖습니다. 이와 관련하여 이러한 복잡한 신호를 유사 잡음이라고 합니다.

잡음 유사 신호는 다음과 같은 이유로 광대역 통신 시스템에서 사용됩니다. 통신 시스템의 높은 잡음 내성을 제공합니다. 공통 주파수 대역에서 많은 가입자의 동시 작동을 구성할 수 있습니다. 빔을 분할하여 전파의 다중 경로 전파를 성공적으로 방지할 수 있습니다. 협대역 통신 시스템에 비해 제한된 지역에서 주파수 스펙트럼을 더 잘 사용할 수 있습니다.

다양한 NLS(잡음 유사 신호)가 알려져 있습니다. 그러나 다음과 같은 주요 NPS가 구별됩니다: 주파수 변조 신호; 다중 주파수 신호; 위상 편이 변조 신호; 이산 주파수 신호; 이산 복합 주파수 신호.

주파수 변조(FM) 신호는 연속적인 신호, 그 빈도는 주어진 법칙에 따라 다릅니다 (그림 2.8.).

쌀. 2.8. FM 신호.

통신 시스템에서는 많은 신호가 필요합니다. 동시에, 신호와 스위치 생성 및 처리 장비를 신속하게 변경해야 하는 필요성으로 인해 주파수 변경 법칙이 불연속화된다는 사실로 이어집니다. 이 경우 FM 신호에서 DF 신호로 이동합니다.

다중 주파수(MF) 신호는 N 고조파 u 1 (t)...u N (t)의 합이며, 진폭과 위상은 신호 형성 법칙에 따라 결정됩니다(그림 2.9.).

쌀. 2.9. MF 신호.

MF 신호는 연속적이므로 형성 및 처리에 디지털 기술을 적용하기가 어렵습니다.

위상 조작(PM) 신호는 일련의 무선 펄스를 나타내며, 그 위상은 주어진 법칙에 따라 변경됩니다(그림 2.10., a). 일반적으로 위상은 두 가지 값(0 또는 π)을 사용합니다. 이 경우 무선 주파수 FM 신호는 비디오 FM 신호에 해당합니다 (그림 2.10., b).

쌀. 2.10. FM 신호.

FM 신호는 매우 일반적입니다. 이를 통해 생성 및 처리에 디지털 방법을 광범위하게 사용할 수 있으며 이러한 신호는 상대적으로 큰 기반으로 실현될 수 있습니다.

이산 주파수(DF) 신호는 일련의 무선 펄스(그림 2.11)를 나타내며, 해당 반송파 주파수는 주어진 법칙에 따라 달라집니다.

쌀. 2.11. HF 신호.

DCF(이산 복합 주파수) 신호는 각 펄스가 잡음 유사 신호로 대체되는 CD 신호입니다.

그림에서. 2.12. 개별 부분이 서로 다른 반송파 주파수로 전송되는 FM 비디오 주파수 신호를 나타냅니다.

쌀. 2.12. DHF 신호.

2.4 파생 신호 시스템

미분 신호는 두 신호를 곱하여 얻은 신호입니다. PM 신호의 경우 곱셈은 요소별로 또는 문자별로 수행해야 합니다. 파생 신호로 구성된 시스템을 파생 신호라고 합니다. 파생 시스템 중에서 다음과 같이 구성된 시스템이 특히 중요합니다. 기본적으로 특정 신호 시스템이 사용되며, 그 상관 속성은 CF의 요구 사항을 완전히 충족하지 못하지만 생성 및 처리 용이성 측면에서 특정 이점이 있습니다. 이러한 시스템을 원본 시스템이라고 합니다. 그런 다음 특정 속성을 가진 신호가 선택됩니다. 이러한 신호를 생성이라고 합니다. 생성 신호에 원래 시스템의 각 신호를 곱하여 파생 시스템을 얻습니다. 파생된 시스템이 원래 시스템보다 실제로 더 우수하도록 생성 신호를 선택해야 합니다. 좋은 상관관계 특성을 가지게 됩니다. 미분 신호 S μ m (t)의 복소 포락선은 원래 신호 U m (t)와 생성 신호 V μ (t)의 복소 포락선의 곱과 같습니다. Sμm(t)= Um(t)Vμ(t). 지수가 m=1..M, μ=1..H 내에서 변하는 경우 미분 신호 시스템의 볼륨은 L=MH입니다.

신호 생성 선택은 소스 시스템을 포함한 다양한 요인에 따라 결정됩니다. 원래 시스템의 신호가 광대역인 경우 생성 신호는 광대역일 수 있으며 제곱 평균 제곱근 값에 가까운 불확실성 함수의 작은 수준의 측면 피크를 가질 수 있습니다. 원래 시스템의 신호가 협대역인 경우 부등식 F V >>F U를 충족하는 것으로 충분합니다(F V는 생성 신호의 스펙트럼 폭, F U는 원래 신호의 스펙트럼 폭). ACF의 측면 피크가 작아야 한다는 요구 사항입니다.

Walsh 시스템을 출발점으로 삼아 보겠습니다. 이 경우 생성되는 신호는 광대역이어야 하며 ACF가 양호해야 합니다. 또한 생성되는 신호에는 원래 신호와 동일한 수의 요소가 있어야 합니다. N=2 k개 요소, 여기서 k는 정수입니다. 이러한 조건은 일반적으로 비선형 시퀀스에 의해 충족됩니다. 주요 요구 사항은 ACF 측면 피크가 작기 때문에 비선형 시퀀스 클래스에서 요소 수 N = 16, 32, 64를 갖는 최상의 신호가 선택되었습니다. 2.13. 그림에서. 2.13. 각 생성 신호에 대한 블록 수 μ도 표시됩니다. 이는 최적 값 μ 0 =(N+1)/2에 가깝습니다. 이것이 바로 그것입니다 필요한 조건작은 측면 피크로 좋은 ACF를 얻습니다.

쌀. 2.13. FM 신호를 생성합니다.

파생 시스템의 볼륨은 Walsh 시스템 N의 볼륨과 같습니다. 파생 시스템은 Walsh 시스템보다 더 나은 상관 특성을 갖습니다.

3. 복잡한 신호의 변조

3.1 신호의 기하학적 표현

신호의 기하학적 또는 벡터 표현을 고려해 봅시다. N차원 직교 공간을 기저 1이라고 불리는 N개의 선형 독립 함수 세트(ψ j (t))에 의해 정의된 공간으로 정의하겠습니다. 이 공간의 모든 함수는 다음 조건을 만족해야 하는 기저 함수의 선형 조합을 통해 표현될 수 있습니다.

여기서 연산자를 크로네커 기호라고 합니다. 0이 아닌 상수 Kj의 경우 공간을 직교라고 합니다. 기저 함수가 모든 K j =1이 되도록 정규화되면 공간을 직교 정규라고 합니다. 기본 직교성 조건은 다음과 같이 공식화될 수 있습니다. 기본 함수 집합의 각 함수 ψ j (t)는 집합의 다른 함수와 독립적이어야 합니다. 각 기능 ψ j (t)는 감지 프로세스 중에 다른 기능을 방해해서는 안 됩니다. 기하학적 관점에서 보면 모든 함수 ψ j (t)는 서로 수직입니다.

직교 신호 공간에서는 탐지 프로세스에 사용되는 유클리드 거리 측정이 가장 쉽게 정의됩니다. 신호를 전달하는 파동이 그러한 공간을 형성하지 않으면 직교 신호의 선형 결합으로 변환될 수 있습니다. 집합의 각 요소가 물리적으로 실현 가능하고 지속 시간 T를 갖는 임의의 유한 신호 집합(si(t))(i=1...M)은 다음의 선형 결합으로 표현될 수 있습니다. N 직교 신호 ψ 1 (t), ψ 2 (t), …, ψ N (t), 여기서 NM이므로

어디

기저 유형(ψ j(t))은 지정되지 않습니다. 이러한 신호는 편의를 위해 선택되며 전송되는 신호의 파형에 따라 달라집니다. 그러한 파동의 집합(s i (t))은 벡터의 집합(s i )=(ai 1, a i 2, …,a iN)으로 간주될 수 있습니다. 신호 벡터의 상대적 방향은 신호 간의 관계(위상 또는 주파수 관련)를 설명하며, 각 세트 벡터의 진폭(si)은 기호 전송 시간 동안 전달되는 신호 에너지의 척도입니다. 일반적으로 N개의 직교 함수 세트를 선택한 후 전송된 각 신호 si (t)는 해당 계수의 벡터 si =(ai 1, a i 2, …,a iN) i=1…M에 의해 완전히 결정됩니다.

3.2 신호(PM2, PM4, OFM)의 위상 편이 키잉 방법

PSK(Phase Shift Keying)는 심우주 탐사 프로그램 개발 초기에 개발되었습니다. PSK는 현재 상업 및 군사 통신 시스템에서 널리 사용되고 있습니다. PSK 변조의 신호 형식은 다음과 같습니다.

여기서 위상 Φi(t)는 일반적으로 다음과 같이 정의되는 M개의 이산 값을 취할 수 있습니다.

위상 편이 키잉의 가장 간단한 예는 이진 위상 편이 키잉(PSK)입니다. 매개변수 E는 기호 에너지이고, T는 기호 전송 시간입니다. 변조 회로의 작동은 변조된 신호 si(t)의 위상을 0 또는 π(180 0)의 두 값 중 하나로 이동시키는 것입니다. PM2 신호의 일반적인 형태가 그림 1에 나와 있습니다. 3.1.a) 기호 간 전환 중에 특징적인 급격한 위상 변화가 명확하게 표시됩니다. 변조된 데이터 스트림이 0과 1이 교대로 구성되어 있는 경우 이러한 급격한 변화는 각 전환에서 발생합니다. 변조된 신호는 극좌표계의 그래프에 벡터로 표시될 수 있습니다. 벡터의 길이는 신호의 진폭에 해당하고 일반적인 M진의 경우 그 방향은 세트의 다른 M – 1개 신호에 대한 신호의 위상에 해당합니다. PM2를 변조할 때(그림 3.1.b)) 벡터 표현은 두 개의 역위상(180 0) 벡터를 제공합니다. 유사한 역위상 벡터로 표현될 수 있는 신호 세트를 대척(antipodal)이라고 합니다.

쌀. 3.1. 이진 위상 편이 키잉.

위상 편이 키잉의 또 다른 예는 PM4 변조(M=4)입니다. PM4를 변조할 때 매개변수 E는 두 심볼의 에너지이고, 시간 T는 두 심볼의 전송 시간입니다. 변조된 신호의 위상은 0, π/2, π, 3π/2의 네 가지 가능한 값 중 하나를 취합니다. 벡터 표현에서 PM4 신호는 그림 4에 표시된 형식을 갖습니다. 3.2.

쌀. 3.2. 벡터 표현의 PM4 신호.

또 다른 유형의 위상 편이 키잉, 즉 상대 위상 편이 키잉(RPK) 또는 차동 위상 편이 키잉(DPSK)을 고려해 보겠습니다. 차동 위상 편이 키잉이라는 이름에는 설명이 필요합니다. "차동"이라는 단어는 변조/복조 프로세스의 두 가지 다른 측면, 즉 인코딩 절차와 감지 절차를 나타내기 때문입니다. "차등 인코딩"이라는 용어는 이진 문자의 인코딩이 해당 값(예: 0 또는 1)이 아니라 문자가 이전 문자와 동일한지 다른지에 따라 결정될 때 사용됩니다. 차동 PSK 변조 신호의 "차동 코히어런트 검출"이라는 용어(일반적으로 DPSK라는 이름이 사용되는 의미)는 위상 매칭이 필요하지 않기 때문에 종종 비코히어런트 회로로 분류되는 검출 회로와 관련됩니다. 받은 캐리어와 함께.

비일관성 시스템에서는 들어오는 신호의 실제 위상 값을 확인하려는 시도가 이루어지지 않습니다. 따라서 전송된 신호가 다음과 같은 형식을 갖는 경우

그러면 수신된 신호는 다음과 같이 설명될 수 있습니다.

여기서 α는 임의의 상수이며 일반적으로 0과 2π 사이에 균일하게 분포된 확률 변수로 가정되며 n(t)는 잡음입니다.

일관된 탐지를 위해 일치된 필터가 사용됩니다. 불일치 검출의 경우 이는 불가능합니다. 이 경우 정합 필터의 출력은 알 수 없는 각도 α에 따라 달라지기 때문입니다. 그러나 α가 두 주기(2T)의 간격에 비해 천천히 변한다고 가정하면 두 연속 신호 간의 위상차는 α에 의존하지 않습니다.

DPSK 변조에서 차등 간섭 신호 검출의 기본은 다음과 같습니다. 복조 과정에서는 이전 심볼 전송 구간의 반송파 위상을 기준 위상으로 사용할 수 있다. 이를 사용하려면 송신기에서 메시지 시퀀스의 차등 인코딩이 필요합니다. 정보가 두 연속 펄스 간의 위상 차이에 의해 인코딩되기 때문입니다. i번째 메시지(i=1,2,…,M)를 전송하려면 현재 신호의 위상을 이전 신호의 위상에 비해 ψ i =2πi/M 라디안만큼 이동해야 합니다. 일반적으로 검출기는 국지적으로 생성된 신호 cosΩ 0 t 및 sinΩ 0 t와의 상관 관계를 결정하여 들어오는 신호의 좌표를 계산합니다. 그러면 그림과 같이 3.3., 검출기는 현재 수신 신호의 벡터와 이전 신호의 벡터 사이의 각도를 측정합니다.

쌀. 3.3. DPSK 방식의 신호 공간.

DPSK는 PSK보다 효율성이 낮습니다. 첫 번째 경우 신호 간의 상관 관계로 인해 오류가 (인접한 기호 시간으로) 확산되는 경향이 있기 때문입니다. 첫 번째 경우에는 수신된 신호가 이상적인 참조 신호와 비교되고 두 번째 경우에는 두 개의 잡음이 있는 신호가 비교된다는 점에서 PSK와 DPSK 방식이 다르다는 점을 기억할 가치가 있습니다. DPSK 변조는 PSK 변조보다 두 배 더 많은 잡음을 생성합니다. 따라서 PSK보다 DPSK의 오류율이 두 배 더 높을 것으로 예상해야 합니다. DPSK 방식의 장점은 시스템의 복잡성이 줄어든다는 것입니다.

3.3 최소 주파수 이동을 통한 변조.

위상 불연속성이 없는 변조 방식 중 하나는 최소 주파수 편이 키잉(MSK)입니다. MSK는 위상 차단이 없는 주파수 편이 키잉의 특별한 경우로 간주될 수 있습니다. MSK 신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기서 f 0 는 반송파 주파수, d k =±1은 R=1/T의 속도로 전송되는 바이폴라 데이터를 나타내고, x k는 k번째 바이너리 데이터 전송 간격에 대한 위상 상수이다. d k =1일 때 전송된 주파수는 f 0 +1/4T이고 d k =-1일 때 f 0 -1/4T입니다. 각 T초 데이터 전송 간격 동안 x k 값은 일정합니다. x k =0 또는 π, 이는 t=kT 순간의 신호 위상 연속성 요구 사항에 따라 결정됩니다. 이 요구 사항은 x k에 대해 다음과 같은 재귀 관계로 표현될 수 있는 위상에 제약 조건을 부과합니다.

s(t)의 방정식은 직교 표현으로 다시 작성할 수 있습니다.

공통 모드 구성 요소는 k cos(πt/2T)cos2πf 0 t로 표시됩니다. 여기서 cos2πf 0 t는 반송파이고, cos(πt/2T)는 정현파 기호 가중치이고, k는 정보 종속 항입니다. 마찬가지로 직교 성분은 b k sin(πt/2T)sin2πf 0 t입니다. 여기서 sin2πf 0 t는 반송파의 직교 항이고, sin(πt/2T)는 동일한 정현파 기호 가중치이며, b k는 정보 종속 항입니다. a k와 b k의 양은 T초마다 값이 변경될 수 있는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 위상 연속성의 요구 사항으로 인해 k 값은 cos(πt/2T) 함수가 0을 통과할 때만 변경될 수 있고, b k는 sin(πt/2T)가 0을 통과할 때만 변경될 수 있습니다. 따라서 동위상 또는 직교 채널의 기호 가중치는 주기가 2T이고 부호가 가변적인 정현파 펄스입니다. 동위상 및 직교위상 구성요소는 T초만큼 서로 상대적으로 이동됩니다.

s(t)에 대한 표현식은 다른 형식으로 다시 작성할 수 있습니다.

여기서 d I(t)와 d Q(t)는 동위상 및 직교 데이터 스트림과 동일한 의미를 갖습니다. 이 형식으로 작성된 MSK 체계를 사전 코딩된 MSK라고도 합니다. s(t)의 그래픽 표현은 그림 1에 나와 있습니다. 3.4. 그림에서. 3.4. a)와 c)는 동위상 및 직교 채널 펄스의 정현파 가중치를 보여줍니다. 여기서 정현파를 곱하면 원래 데이터 표현보다 더 부드러운 위상 전환이 제공됩니다. 그림에서. 3.4. b) 및 d) 정현파 데이터 스트림에 의한 직교 성분 cos2πf 0 t 및 sin2πf 0 t의 변조가 표시됩니다. 그림에서. 3.4. e) 그림 1에 표시된 직교 구성 요소의 합이 표시됩니다. 3.4. b) 및 d). s(t)에 대한 식과 그림 3.4로부터. 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 1) 신호 s(t)는 일정한 엔벨로프를 갖습니다. 2) RF 반송파의 위상은 비트 전환 중에 연속적입니다. 3) 신호 s(t)는 전송 주파수 f 0 +1/4T 및 f 0 -1/4T를 갖는 FSK 변조 신호로 간주될 수 있습니다. 따라서 MSK 변조에 필요한 최소 톤 간격은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

이는 비트 전송률의 절반과 같습니다. MSK에 필요한 톤 간격은 FSK 변조 신호의 비일관성 감지에 필요한 간격의 절반(1/T)입니다. 이는 반송파 위상이 알려져 있고 연속적이어서 신호의 일관된 복조가 가능하기 때문입니다.

쌀. 3.4. 최소 시프트 조작: a) 수정된 동위상 비트 스트림; b) 동위상 비트 스트림과 캐리어의 곱; c) 수정된 직교 비트 스트림; d) 직교 비트 스트림과 반송파의 곱; e) MSK 신호.

3.4 직교 변조 및 그 특성 ( 큐 PSK , QAM )

QPSK(직교 위상 편이 키잉)를 고려하십시오. 원래 데이터 스트림 d k (t)=d 0 , d 1 , d 2 ,…은 양극성 펄스로 구성됩니다. 즉, d k는 이진수 1과 이진수 0을 나타내는 +1 또는 -1(그림 3.5.a) 값을 취합니다. 이 펄스 흐름은 그림과 같이 동상 흐름 d I (t)와 직교 흐름 d Q (t)로 구분됩니다. 3.5.b).

d I (t)=d 0 , d 2 , d 4 ,… (짝수 비트)

d Q (t)=d 1 , d 3 , d 5 ,… (홀수 비트)

반송파의 사인 및 코사인 함수에 대한 동위상 및 직교 스트림의 진폭 변조를 사용하여 QPSK 신호의 편리한 직교 구현을 얻을 수 있습니다.

삼각법 항등식을 사용하여 s(t)는 다음 형식으로 표현될 수 있습니다: s(t)=cos(2πf 0 t+θ(t)). 그림 1에 표시된 QPSK 변조기 3.5.c)에서는 사인과 코사인 항의 합을 사용합니다. 펄스 스트림 d I (t)는 코사인파를 진폭 변조(진폭 +1 또는 -1)하는 데 사용됩니다. 이는 코사인파의 위상을 0 또는 π 만큼 이동시키는 것과 같습니다. 따라서 결과는 BPSK 신호입니다. 마찬가지로, 펄스 스트림 d Q (t)는 정현파를 변조하여 이전 신호와 직교하는 BPSK 신호를 제공합니다. 이들 두 개의 직교 반송파 성분을 합산함으로써 QPSK 신호가 획득됩니다. θ(t) 값은 s(t)에 대한 표현식에서 d I (t)와 d Q (t)의 네 가지 가능한 조합 중 하나에 해당합니다: θ(t)=0 0, ±90 0 또는 180 0; 결과 신호 벡터는 그림 1의 신호 공간에 표시됩니다. 3.6. cos(2πf 0 t)와 sin(2πf 0 t)는 직교하므로 두 BPSK 신호를 별도로 감지할 수 있습니다. QPSK는 BPSK에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. QPSK 변조를 사용하면 하나의 펄스가 2비트를 전송한 다음 데이터 전송 속도가 두 배가 되거나 BPSK 방식과 동일한 데이터 전송 속도에서 주파수 대역의 절반이 사용됩니다. 소음 내성도 증가합니다. 펄스는 BPSK 펄스보다 두 배 길기 때문에 더 강력합니다.

쌀. 3.5. QPSK 변조.

쌀. 3.6. QPSK 방식의 신호 공간.

직교 진폭 변조(KAM, QAM)는 QPSK의 논리적 연속으로 간주될 수 있습니다. QAM 신호도 두 개의 독립적인 진폭 변조 반송파로 구성되기 때문입니다.

직교 진폭 변조를 사용하면 신호의 위상과 진폭이 모두 변경되므로 인코딩된 비트 수를 늘리는 동시에 잡음 내성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 신호의 직교 표현은 신호를 설명하는 편리하고 상당히 보편적인 수단입니다. 직교 표현은 진동을 사인과 코사인(동위상 및 직교)의 두 직교 구성 요소의 선형 조합으로 표현하는 것입니다.

s(t)=A(t)cos(Ωt + Φ(t))=x(t)sinΩt + y(t)cosΩt, 여기서

x(t)=A(t)(-sinΦ(t)),y(t)=A(t)cosΦ(t)

이러한 이산 변조(조작)는 서로에 대해 90 0만큼 이동된 캐리어에서 두 채널을 통해 수행됩니다. 직교 위상(따라서 이름)에 위치합니다.

4상 PM(PM-4) 신호를 생성하는 예를 사용하여 직교 회로의 작동을 설명하겠습니다(그림 3.7).

쌀. 3.7. 직교 변조기 회로.

쌀. 3.8. 16진수 신호 공간(QAM-16).

시프트 레지스터를 사용하여 기간 T의 이진 기호의 원래 시퀀스는 직교 채널(cosΩt)에 공급되는 홀수 펄스 y와 동위상 채널(sinΩt)에 공급되는 짝수 펄스 x로 나뉩니다. 두 펄스 시퀀스 모두 해당 조작된 펄스 성형기의 입력에 공급되며 출력에서 진폭 ±U m 및 지속 시간 2T를 갖는 양극 펄스 x(t) 및 y(t) 시퀀스가 형성됩니다. 펄스 x(t) 및 y(t)는 2상 (0, π) PM 진동이 형성되는 출력에서 채널 승산기의 입력에 도달합니다. 합산 후 FM-4 신호를 형성합니다.

그림에서. 3.8. 는 2차원 신호 공간과 16진수 QAM으로 변조되고 직사각형 배열로 배열된 점으로 표시되는 신호 벡터 세트를 보여줍니다.

그림에서. 3.8. QAM을 사용하면 신호 공간에서 신호 벡터 사이의 거리가 QPSK보다 더 크다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 QAM은 QPSK에 비해 잡음에 더 강합니다.

3.5 직교 모뎀의 구현

모뎀은 일반 전화선을 통해 정보를 전송/수신하도록 설계되었습니다. 이런 의미에서 모뎀은 컴퓨터와 컴퓨터 사이의 인터페이스 역할을 합니다. 전화망 . 주요 임무는 전송된 정보를 전화 통신 채널을 통해 전송할 수 있는 형식으로 변환하고, 수신된 정보를 컴퓨터에서 허용되는 형식으로 변환하는 것입니다. 아시다시피 컴퓨터는 이진 코드, 즉 비트라고 하는 일련의 논리 0과 1 형태로 정보를 처리하고 전송할 수 있습니다. 논리 1은 높은 전압 레벨과 연관될 수 있고 논리 0은 낮은 전압 레벨과 연관될 수 있습니다. 전화선을 통해 정보를 전송할 때 전송되는 전기 신호의 특성(전력, 스펙트럼 구성 등)이 전화 교환기 수신 장비의 요구 사항을 충족해야 합니다. 주요 요구 사항 중 하나는 신호 스펙트럼이 300~3400Hz 범위에 있어야 한다는 것입니다. 즉, 폭이 3100Hz를 넘지 않아야 합니다. 이 요구 사항과 다른 많은 요구 사항을 충족하기 위해 데이터는 실제로 모뎀에 의해 수행되는 적절한 인코딩을 거칩니다. 데이터가 가입자 교환 채널을 통해 전송될 수 있는 여러 가지 인코딩 방법이 있습니다. 이들 방법은 전송 속도와 잡음 내성 모두에서 서로 다릅니다. 동시에 인코딩 방법에 관계없이 데이터는 아날로그 형식으로만 가입자 채널을 통해 전송됩니다. 이는 정현파 반송파 신호가 아날로그 변조 대상인 정보를 전송하는 데 사용됨을 의미합니다. 아날로그 변조를 사용하면 일정한 정보 전송 속도에서 훨씬 더 작은 폭의 스펙트럼이 생성됩니다. 아날로그 변조는 정현파 반송파 신호의 진폭, 주파수 및 위상을 변경하여 정보를 인코딩하는 물리적 인코딩 방법입니다. 아날로그 변조에는 진폭, 주파수, 상대 위상 등 몇 가지 기본 방법이 있습니다. 모뎀은 나열된 변조 방법을 사용하지만 별도로 사용하지 않고 모두 함께 사용합니다. 예를 들어 진폭 변조는 위상 변조(진폭-위상 변조)와 함께 사용될 수 있습니다. 가입자 채널을 통해 정보를 전송할 때 발생하는 주요 문제는 속도가 빨라지는 것입니다. 속도는 통신 채널의 스펙트럼 대역폭에 의해 제한됩니다. 그러나 신호 스펙트럼 폭을 늘리지 않고도 정보 전달 속도를 크게 높일 수 있는 방법이 있습니다. 이 방법의 주요 아이디어는 다중 위치 코딩을 사용하는 것입니다. 데이터 비트의 시퀀스는 그룹(기호)으로 나누어지며, 각 그룹은 개별 신호 상태와 연관됩니다. 예를 들어, 16개의 서로 다른 신호 상태(진폭과 위상이 서로 다를 수 있음)를 사용하면 4비트 시퀀스에 대해 가능한 모든 조합을 인코딩하는 것이 가능합니다. 따라서 32개의 개별 상태를 사용하면 5개 비트 그룹이 하나의 상태로 인코딩될 수 있습니다. 실제로 정보 전송 속도를 높이기 위해 여러 가지 가능한 진폭 레벨 값과 신호 위상 변이를 갖춘 다중 위치 진폭-위상 변조가 사용됩니다. 이러한 유형의 변조를 QAM(직교 진폭 변조)이라고 합니다. QAM의 경우 신호 평면에 신호 상태를 표시하는 것이 편리합니다. 신호 평면의 각 지점에는 신호의 진폭과 위상이라는 두 개의 좌표가 있으며 비트 시퀀스의 인코딩된 조합입니다. 직교 진폭 변조의 잡음 내성을 높이기 위해 소위 TCM(Trellis Code Modulation), 즉 격자 코딩을 사용할 수 있습니다. Trellis 변조에서는 하나의 개별 신호 상태 동안 전송된 각 비트 그룹에 하나의 추가 Trellis 비트가 추가됩니다. 예를 들어 정보 비트가 4비트 그룹으로 분할되면(총 16개의 서로 다른 조합이 가능함) 신호 평면에 16개의 신호 포인트가 배치됩니다. 다섯 번째 격자 비트를 추가하면 32개의 가능한 조합이 생성되어 신호 포인트 수가 두 배로 늘어납니다. 그러나 모든 비트 조합이 합법적인, 즉 의미 있는 것은 아닙니다. 이것이 격자 코딩의 기본 아이디어입니다. 추가된 격자 비트의 값은 특수 알고리즘을 사용하여 결정됩니다. 특수 인코더는 추가된 격자 비트를 계산하는 역할을 합니다. 수신 모뎀에는 수신 비트 시퀀스를 분석하기 위한 특수 디코더(소위 Viterbi 디코더)가 설계되었습니다. 수신된 시퀀스가 허용되면 전송은 오류 없이 발생하는 것으로 간주되며 격자 비트는 간단히 제거됩니다. 수신된 시퀀스 중에 금지된 시퀀스가 있는 경우 Viterbi 디코더는 특수 알고리즘을 사용하여 가장 적합한 허용된 시퀀스를 찾아서 전송 오류를 수정합니다. 따라서 격자 코딩의 의미는 상대적으로 적은 중복성을 희생하면서 전송의 잡음 내성을 높이는 것입니다. 격자 코딩을 사용하면 주로 간섭의 영향으로 "혼란"될 가능성이 가장 높은 신호 공간의 인접 지점을 정확하게 혼동으로부터 보호할 수 있습니다.

4. 통신 시스템의 신호 수신 특성

4.1 식별 오류 확률 중 알려진 신호

무선 전자 장치의 신호 감지는 수신된 진동 y(t)의 분석을 의미하며, 이는 신호라고 하는 일부 유용한 구성 요소의 존재 여부에 대한 결정으로 끝납니다. M개 신호의 식별은 수신된 진동 y(t)의 분석으로 정의되며, M개 신호 중 어느 것이 미리 지정된 집합 S(s0(t), s1(t), ...)에 속하는지에 대한 결정으로 끝납니다. .., s M -1 (t))는 y(t)에 존재합니다. 신호 검출은 전체 관측 구간에서 그 중 하나가 0인 두 신호를 구별하는 특별한 경우입니다.

관찰된 변동 y(t)를 분포 W y를 갖는 무작위 과정의 구현이라고 가정합니다. 즉, n차원 확률 밀도(PD) W(y) [또는 PD 함수 W(y(t))], M개의 서로소 클래스 Wi(W i ∩W k =Ø, i≠k, i, k) 중 하나에 속함 = 0, 1, …, M-1). y(t)의 구현을 관찰한 후 W y가 어느 클래스에 속하는지 결정하는 것이 필요합니다. W y Wi라는 가정을 H i: W y Wi 가설이라고 합니다. 가설 테스트의 결과인 결정은 다음과 같이 표시됩니다. 여기서 i(0, 1, ..., M-1)은 가설의 수이며, 그 가설의 진실성은 결정에 의해 선언됩니다. 분석된 진동 y(t)는 그 안에 존재하는 신호 si (t)와 간섭 랜덤 프로세스(간섭, 잡음) x(t): y(t)=F의 상호 작용의 결과입니다. y(t)가 속하는 앙상블의 PV는 M개의 가능한 신호 중 y(t)에 존재하는 신호에 따라 달라지며, 따라서 각 si(t)는 y(로 표시되는 앙상블 분포의 특정 클래스 Wi에 해당합니다. 티). 따라서 가설 Hi는 y(t)에 i번째(및 i번째 신호만)가 존재한다는 가정으로 해석됩니다. 이 경우 차별 절차의 결과로 작용하는 결정 중 하나는 수용된 진동에 정확하게 포함되어 있다는 진술입니다. i번째 신호. 가설 Hi는 클래스 Wi에 대응됩니다. 클래스 Wi가 단 하나의 분포를 포함하는 경우 가설 Hi는 단순하다고 합니다. 다른 가설은 복잡하다고 합니다. M 복합 가설은 해당 클래스가 알려진 법칙에 의해 설명되는 동일한 분포의 유한 수의 매개변수 값에서만 서로 다른 경우 매개변수적 가설이라고 합니다. 그렇지 않은 경우 가설을 모수적 가설이라고 합니다.

동일한 에너지를 갖는 M개의 결정론적 0이 아닌 신호의 식별을 고려해 보겠습니다. 이 경우 최대 우도 규칙(ML)이 기본으로 적용됩니다.

품질 기준이 조건부 오류 확률의 합이거나 모든 신호의 사후 확률이 동일한 총 오류 확률인 경우에 최적입니다. p i =1/M.

임의의 M에 대해 MP 규칙을 준수하는 판별자는 유클리드 거리의 의미에서 y(t)에서 가장 멀리 떨어진 신호가 y(t)에 존재하는 것으로 간주합니다. 또는 동일한 신호 에너지에 대해 동일하며 y(t)와 최대 상관 관계를 갖습니다. . 신호 s 0 (t), s 1 (t), ..., s M -1 (t)를 M 차원 공간에 위치한 벡터 묶음으로 간주하면 확률을 최대한 줄이기 위해 i번째 신호와 k번째 신호를 혼동하려면 i번째와 k번째 벡터가 최대한 "확산"되어야 합니다. 따라서 M개의 결정론적 신호의 최적 선택은 벡터 쌍 사이의 최소 유클리드 거리가 최대가 되는 M개 벡터 묶음의 구성을 검색하는 것입니다. 즉, ik =max(i≠k)입니다. 에너지가 같을 때부터, 즉 벡터 길이

여기서 ρ ik 는 i번째와 k번째 신호의 상관 계수이고, E는 신호 에너지입니다. 그러면 최대 최소 거리에 대한 요구 사항은 신호 집합 S( s 0(t), s 1(t), ..., s M -1(t)). 최대 상관 계수의 최대 달성 가능한 최소값은 매우 쉽게 설정됩니다. 모든 i와 k에 대해 ρ ik를 합산하면 다음을 얻습니다.

여기서 부등식은 적분 아래의 제곱이 음이 아닌 것으로부터 발생합니다. 또한, 왼쪽의 합에서 i=k에 대한 M 항은 1과 같고, 나머지 M(M-1)은 ρ max =max ρ ik (i≠k)보다 크지 않습니다. 따라서 M+M(M-1)ρ max ≥0 및 ρ max ≥-1/(M-1)입니다.

임의의 벡터 쌍 사이의 각도의 코사인이 -1/(M-1)과 동일한 M개 벡터의 구성을 정규 단체라고 합니다. 이들 벡터가 M개의 신호로 취해지는 경우, 모든 s i (t)의 동일한 확률을 갖는 결정론적 앙상블은 최소 총 오류 확률 Posh를 제공하여 M개 신호의 최적 선택 문제를 해결합니다. М>>1일 때 -1/(М-1)≒0 관계가 유지되므로 구별 가능한 신호가 많아 직교 앙상블은 P 오류 측면에서 단순 앙상블보다 실질적으로 나쁘지 않습니다.

M개의 신호를 임의의 ρik로 구별할 때 오류 확률에 대한 정확한 수식을 도출하는 순서는 다음과 같다. 확률 변수 z 0 , z 1 , …, z M -1 시스템의 확률 밀도(PD)는 모든 z i의 평균과 그 평균을 아는 데 충분한지 지정하는 M차원 정규 법칙입니다. 상관 행렬. 평균의 경우, 가설 H1이 참이라면 우리는 입니다. i번째 및 k번째 상관관계의 상관 모멘트는 N 0 Eρ ik /2와 같습니다. M차원 PV를 찾은 후 z l ≥ z i , i=0, 1, …, M-1 영역에 대한 M-겹 적분을 통해 H l이 참인 경우 올바른 솔루션의 확률을 얻을 수 있습니다. . 이러한 확률을 M으로 나눈 합(신호의 등확률을 고려하여)은 Posh =1-P ex의 명백한 동등성에 의해 Po sh와 연관된 올바른 솔루션 P ex의 총 확률이 됩니다. 여러 가지 중요한 경우에 이런 방식으로 얻은 적분을 일회성으로 줄일 수 있습니다. 따라서 동일하게 상관된(등거리) 신호의 경우(ρ ik =ρ, i≠k)

실제 계산에서는 수치 적분의 필요성 때문에 이 표현은 거의 사용되지 않습니다. 그것의 상위 추정치는 유용하다; 그것을 유도하기 위해 우리는 가설 H1이 참이라고 가정할 것이다. 이 경우 z i >z l , i≠l 이벤트 중 하나 이상이 참일 때 항상 오류가 발생합니다. 그 확률 P osh l 은 확률 덧셈 정리에 따라 사건 z i >z l , i≠l을 결합할 확률과 같습니다.

그리고 부울의 부등식에 의해 오른쪽의 첫 번째 합보다 크지 않습니다. 이 합의 각 항은 두 신호를 혼합할 확률이므로 등거리 신호의 경우

다음은 가설 Hi 하에서 si(t)와 일치하는 필터 출력의 신호 대 잡음비입니다. - 두 신호를 혼합할 확률. 동일 확률 신호(pi =1/M)에 대해 총 오류 확률에 대한 소위 덧셈 경계에 도달합니다.

이 표현의 사용은 한편으로는 차별 품질에 대한 요구 사항이 증가함에 따라 우변과 Posh의 점근적 수렴(P osh →0)에 의해 정당화되고 다른 한편으로는 다음 사실에 의해 정당화됩니다. , 식의 오른쪽을 기준으로 필요한 신호 에너지(최소값 q)를 선택할 때 개발자는 항상 일정량의 재보험을 적용하여 실제 오류 확률이 계산에서 허용한 수치 이하로 유지되도록 합니다. .

4.2 식별 오류 확률 중 변동하는 신호

관찰자는 구별 가능한 신호를 선험적으로 자세히 인식하지 못하는 경우가 있습니다. 분석된 구현에 존재하는 신호의 수뿐만 아니라 M개의 가능한 신호 각각의 매개변수 값(진폭, 주파수, 위상 등)도 미리 알지 못하는 경우가 더 많습니다. 이 경우 해당 매개변수가 지정되지 않았기 때문에 신호 자체는 더 이상 결정적이지 않습니다. 해당 판별 작업을 알 수 없는 매개변수가 있는 신호 판별이라고 합니다.

무작위 초기 단계로 신호를 구별하는 예를 사용하여 이 문제에 대한 솔루션을 고려해 보겠습니다. 이러한 신호는 모델에 의해 설명됩니다.

s i (t; ψ)=Re( i (t)exp),

여기서 f 0은 알려진 중심 주파수입니다. ψ - 선험적 PV W 0 (ψ)을 갖는 무작위 초기 단계; (t) =S(t)e jγ (t) – 신호 s(t)의 복소 포락선으로, Φ=0에서 s(t; Φ)를 실현합니다. s(t)=s(t; 0 ); S(t)와 γ(t)는 알려진 진폭 및 각도 변조 법칙입니다. MP 규칙을 적용하려면 우도 함수(함수) W(y(t)|H i)를 계산해야 합니다. 즉, 선험적 PT W0(ψ)을 고려하여 가능한 모든 값에 대해 고정 위상 ψ를 갖는 결정적 신호에 대해 구성된 PT W(y(t)|H i, ψ)의 평균화. 균일한 SW 위상 W 0 (Φ)=1/(2π), |Φ|≤π를 사용하여 모든 구별 신호의 에너지 동일성을 고려하여 W(y(t)|H i)는 수정된 베셀입니다. 0차 함수:

여기서 c는 i와 무관한 요소를 포함하는 계수입니다. - 수신된 진동 y(t)와 i번째 신호의 복소 포락선의 상관 모듈. 양의 반축에서 함수 I 0 (·)의 단조성을 통해 충분한 통계 Z i로 이동하고 MP 규칙을 다음 형식으로 작성할 수 있습니다.

따라서, 무작위 초기 위상을 갖는 동일한 에너지의 M개 신호의 최적 판별기는 Z i의 모든 M 값을 계산해야 하며, 그 중 최대값이 Z k인 경우 y(t)에 k번째 신호가 있는지 결정해야 합니다. 이는 복소 포락선이 복소 포락선 y(t)와 크기 면에서 가장 큰 상관 관계를 갖는 신호가 관찰된 진동 y(t)에 포함된 것으로 간주됨을 의미합니다.

M개의 임의 신호를 구별할 때 오류 확률에 대한 정확한 공식은 M = 2인 경우에도 매우 번거롭지만, 응용 분야에서는 강화된 의미에서 직교하는 신호의 앙상블이 더 자주 발생합니다. 후자는 임의의 두 가지 발산 신호 s i (t; ψ i), s k (t; ψ k)가 초기 위상의 모든 값에 대해 직교함을 의미합니다.

∫s i (t; ø i)s k (t; ø k)dt=0(임의의 ø i , ø k 및 i≠k에 대해),

또는 동등하게, 이러한 신호의 결정론적 복소 포락선은 직교합니다.

더 강한 의미의 직교성 조건은 결정론적 신호에 적용할 때 초기에 나타난 일반적인 직교성 요구 사항보다 더 엄격합니다. 따라서 각도 ±π/2만큼 이동하고 일반적인 의미에서 직교하는 코사인파의 두 세그먼트는 위상 변이가 변경될 때 직교하지 않습니다. 더 강한 의미로. 동시에 시간이나 스펙트럼이 겹치지 않는 신호는 더 강한 의미에서 직교합니다.

먼저 두 신호 간의 차이를 살펴보면, 결정론적 신호 클래스에서 Posh를 최소화하는 반대 쌍이 신호의 초기 위상이 무작위인 문제에서 허용되지 않는다는 것을 이해하는 것은 어렵지 않습니다. 실제로 반대 신호를 구별하는 유일한 특징은 부호입니다. 초기 단계에서 π 항의 존재 또는 부재. 그러나 각 신호가 판별기에 들어가기 전에 임의의 위상 변이를 획득하는 경우 초기 위상을 신호의 특징으로 사용하려는 시도는 의미가 없으며 판별기는 정보가 없는 값 ψ를 제거해야 합니다. 따라서 무작위 위상을 갖는 신호의 M≥2 클래스에서 단순 앙상블은 최적의 특성을 갖지 않는다는 결론에 도달할 수 있습니다. 최적의 증폭된 의미에서 직교하는 신호의 앙상블입니다. 이러한 각 신호는 수신 회로의 필터 중 하나만의 출력에서 응답을 일으키므로 i번째 신호와 다음 신호의 혼동이 발생합니다. k번째는 출력 k의 잡음 포락선이 다음인 경우에만 발생합니다. 번째 정합 필터(MF)는 i번째 출력에서 잡음이 있는 신호의 합 포락선 값을 초과하는 값을 갖습니다. MF. 더 강한 의미에서 직교성 조건을 위반하면 i번째뿐만 아니라 다른 SF(예: k번째)의 출력에서 i번째 신호에 대한 반응이 나타나 엔벨로프가 발생합니다. k번째 SF의 출력에서 Z i 값보다 큰 서지가 발생할 가능성이 더 높아질 것입니다.

두 신호를 구별할 때 p 01 s 0 (t; ψ)와 s 1 (t; ψ)의 혼동 확률을 찾으려면 결합 PV Z 0, Z 1을 가설 H 0 W(Z 0)에 통합해야 합니다. , Z 1 |H 0) 영역 Z 1 > Z 0 에 걸쳐 있습니다. 증폭된 의미에서 직교하는 신호의 경우 Z 0 및 Z 1 값은 독립적이므로 W(Z 0 , Z 1 |H 0)=W(Z 0 |H 0)W(Z 1 |H 0 ). 1차원 PV Z 0 및 Z 1은 알려져 있습니다. H 0이 참인 경우 잡음이 있는 신호 합계의 포락선인 Z 0은 일반화된 레일리 PV를 갖습니다. 잡음의 포락선으로서의 Z 1 은 레일리 확률 변수일 뿐입니다. 결과 PV W(Z 0 , Z 1 |H 0)를 적분하고 증폭된 감지 신호에서 두 개의 동등하게 가능한 직교를 구별할 때 총 오류 확률에 대한 명백한 동등성 p 01 =p 10 을 고려한 후 이러한 PV를 곱합니다. 무작위 단계, 우리는 얻습니다

단락 4.2의 추론을 반복합니다. (결정적 신호의 경우) 추가 경계로 이어집니다.

이는 일반적으로 증폭된 의미에서 동일하게 가능한 직교 신호의 수가 M≥2인 경우 오류 확률을 추정하는 데 사용됩니다.

4.3 차별 오류 계산 중 알 수 없는 비에너지 매개변수가 있는 신호

채널의 코드 분할을 사용하는 비동기 통신 시스템에서 시간 위치를 알 수 없는 "M" 직교 신호를 구별하는 문제를 고려해 보겠습니다. 채널에 신호가 있는지 여부는 최대 가능성 방법을 사용하여 결정됩니다. 신호의 가능한 시간 지연 간격에서 잡음 방출을 고려하여 판별 오류가 발생할 확률을 찾아 보겠습니다.

각각 자신의 신호를 사용하는 통신 시스템의 "M"명의 가입자가 있다고 가정해 보겠습니다. 심플렉스 신호는 이러한 조건에서 정보를 전송할 때 가장 큰 잡음 내성을 제공합니다. M>>1일 때, 그러한 신호 시스템의 잡음 내성은 실질적으로 직교 신호 시스템의 잡음 내성과 일치합니다.

여기서 E kf는 신호 f k의 에너지입니다. '한 점에서의 직교성'이라고 할 수 있는 직교성 조건은 실제로 동기 통신을 구성하기 위해서는 균일한 시간 시스템이 필요합니다. 비동기 시스템에서는 증폭된 의미에서 직교하는 신호가 사용되며, 이에 대해 τ k 및 τ m의 모든 값에 대해

Rkm(τk,τm)인 경우<0.25 – 0.3, то можно считать ансамбль сигналов практически удовлетворяющим условию ортогональности.

임의의 이동이 있는 k=1...M의 복소 신호 시스템(f k (t))을 고려해 보겠습니다. 복소 신호 중에서 다음 형식의 복소 포락선을 갖는 위상 편이 변조(PM) 신호

여기서 a i는 시퀀스 코드이고 u 0 (t)는 기본 소포의 봉투 모양이며 Δ는 지속 시간입니다. 기본 소포 봉투의 직사각형 모양의 경우 자기상관 함수(ACF)는 다음과 같은 형식을 갖습니다.

여기서 R 0 (τ)=(1-|τ|/Δ). ACF 최대값 부근에서 R(τ)= R0(τ)=(1-|τ|/Δ). 수신기 입력에서 다중 경로 채널을 통과한 후 유용한 신호는 다음과 같이 기록될 수 있습니다.

δn은 n번째 빔을 따른 신호의 상대적 지연이고, τ는 간격 내에 있는 알 수 없는 도착 시간입니다. ε n =A n /A 0 – "n" 빔의 상대 진폭, 매개변수 ν는 추가 전파 광선의 수를 의미합니다. 상대적 지연 δn >Δ, 즉 복잡한 신호를 처리할 때 빔이 분리됩니다. ν=0일 때 신호는 s(t)=A 0 f(t-τ 0) 형식을 갖습니다.

처리 알고리즘을 고려해 봅시다. 혼합물이 수신기 입력에 공급됩니다.

x(t)=sk(t-τ 0k)+θ(t), (t),

여기서 s k (t)는 가능한 신호 중 하나이고, k=1...M이고, τ 0 k는 신호의 시간 지연이고, θ(t)는 평균값이 0인 백색 가우스 잡음입니다. 스펙트럼 밀도전력 N 0 /2. M개의 가능한 신호 중 어떤 신호가 수신기 입력에 존재하는지 결정해야 합니다. 다중경로 보상이 없는 수신기를 생각해 봅시다. 이러한 수신기의 선형 부분에는 다음 형식의 통계가 포함되는 M개의 채널이 포함됩니다.

Lk(τk)에 대한 표현식은 분석에 더 편리한 형태로 다시 작성할 수 있습니다.

여기 및 후속 공식에서 한 채널의 특성을 연구하는 경우 간결성을 위해 인덱스 k는 생략됩니다. z 0 2 =2A 0 2 E f /N 0 – 신호 대 잡음 에너지 비율, S(τ-τ 0) =∫f(t-τ ) f(t-τ 0)dt/E f – 정규화된 신호 함수, N(τ)=∫n(t)f(t-τ)dt – 평균이 0인 정규화된 노이즈 함수, 단위 분산 및 상관 함수 =S(τ"-τ""). 신호 함수 S(τ-τ 0)의 포락선은 ACF입니다.

최대 우도 알고리즘에 따르면, supL m (τ m) ≥supL k (τ k)이면 신호 번호 m에 유리한 결정이 내려집니다. 이 규칙을 사용하여 올바른 결정과 잘못된 결정의 확률을 찾으려면 간격 [T 1, T 2]에서 프로세스 L(τ)의 절대 최대값 분포를 계산해야 합니다.

단일 경로 신호 전파 동안(또는 최적의 신호 결합 방식에서) 알 수 없는 매개변수를 갖는 M개의 신호를 구별할 때 오류 확률을 계산하는 기술을 고려해 보겠습니다. 수신기의 k번째 채널 출력에서 통계의 절대 최대값을 H k =supL k (τ k)로 표시하겠습니다. 확률 변수(H 1 ,H 2 ,..H M )의 결합 분포를 w(u 1 ,u 2 ,..u M)로 씁니다. 통계적 의미에서 신호 f k (t)에 대한 직교성 조건은 확률 변수 H k , k=1..M의 독립성을 의미합니다. 그런 다음 최대 우도 알고리즘을 사용하여 올바른 결정이 나올 확률은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

신호 시스템의 직교성 조건(s k (t))을 고려하면

신호 시스템(s k (t))이 동일한 에너지, 즉 z 0 m =z 0 k =z 0 을 갖는다고 가정해 보겠습니다. 그런 다음 H m 및 H k에 대한 공식은 다음 형식으로 다시 작성될 수 있습니다.

상관 함수 R(τ)를 사용하여 가우스 프로세스 구현의 절대 최대값 h k의 분포 함수는 다음 공식으로 근사화될 수 있습니다.

ξ=(T 2 -T 1)/Δ는 사전 간격 [T 1,T 2]의 감소된 길이이며, 이는 이 간격에서 PM 신호의 분해능 수를 의미합니다. 근사치는 ξ→킵, u→킵에 대해 점근적으로 정확합니다. ξ와 u의 유한값에 대해서는 보다 정확한 근사치를 사용할 수 있습니다.

확률 적분. ξ>>1 및 z 0 >>1의 경우 절대 최대값 h m의 분포 함수는 F m (u)=F s (u)F N (u)≒Φ(u-z 0)F N (u)로 쓸 수 있습니다. F N (u) 및 F m (u) 표현을 P 권리 관계에 대체하면 적절한 변환을 통해 얻을 수 있습니다.

첫 번째 항은 M개의 동일하게 가능한 사건에 대한 올바른 해의 사전 확률에 해당합니다. 두 번째 항은 의사결정으로 인한 확률의 변화를 결정합니다. z 0 → 처럼, P 권리에 대한 표현의 적분은 1이 되고, 따라서 P 권리 →1이 됩니다.

알 수 없는 매개변수가 있는 M개의 신호를 구별할 때 발생하는 총 오류 확률은 다음과 같습니다.

식별된 신호의 수가 증가함에 따라 결정 오류 P e(z 0)의 확률이 증가한다는 것은 공식에서 분명합니다. 신호 시간 지연의 사전 간격 ξ가 증가하면 식별 오류 P e(z 0)의 확률이 크게 증가합니다.

4.4 동기식과 비동기식 통신 시스템의 비교

일반적으로 수신기 또는 복조기 성능을 고려할 때 일정 수준의 신호 동기화가 가정됩니다. 예를 들어, 간섭성 위상 복조(PSK)에서는 수신기가 송신기 신호 알파벳 요소의 위상과 위상이 동일한(아마도 일정한 오프셋까지) 참조 신호를 생성할 수 있다고 가정합니다. 그런 다음 수신된 기호의 값에 관한 결정을 내리는 과정에서(최대 우도 원칙을 사용하여) 참조 신호가 들어오는 신호와 비교됩니다.

이러한 참조 신호를 생성할 때 수신기는 수신 캐리어와 동기화되어야 합니다. 이는 수신 캐리어의 위상과 수신기에서의 복사본이 일관되어야 함을 의미합니다. 즉, 수신 캐리어에 인코딩된 정보가 없으면 수신 캐리어와 수신자에서의 해당 복사본이 동시에 0을 통과하게 됩니다. 이 프로세스를 위상 고정 루프라고 합니다. 이는 수신기에서 일관적으로 변조된 신호를 정확하게 복조하려는 경우 가능한 한 가깝게 충족되어야 하는 조건입니다. 위상 고정 루프의 결과로 수신기의 국부 발진기는 수신된 신호와 주파수 및 위상이 동기화됩니다. 반송파 신호가 반송파가 아닌 부반송파를 직접 변조하는 경우 반송파 위상과 부반송파 위상을 모두 결정해야 합니다. 송신기가 반송파와 부반송파의 위상 고정을 하지 않는 경우(일반적인 경우), 수신기는 부반송파의 복사본을 생성해야 하며, 부반송파 복사본의 위상 제어는 부반송파의 위상 제어와 별도로 제어됩니다. 복사 캐리어. 이를 통해 수신기는 반송파와 부반송파 모두에서 위상 잠금을 얻을 수 있습니다.

또한 수신자는 수신 기호가 시작되는 위치와 끝나는 위치를 정확히 알고 있다고 가정합니다. 이 정보는 기호의 의미에 관한 결정을 내리기 전에 적절한 기호 통합 간격, 즉 에너지 통합 간격을 아는 데 필요합니다. 분명히, 수신기가 부적절한 길이의 간격이나 두 기호에 걸쳐 있는 간격에 걸쳐 통합하는 경우 정확한 결정을 내리는 능력이 감소합니다.

기호와 위상 동기화는 둘 다 수신기에서 전송된 신호의 일부 복사본을 생성하는 것과 관련된다는 공통점이 있음을 알 수 있습니다. 위상 잠금의 경우 정확한 사본담체. 기호의 경우 이는 기호 간 들어오는 신호의 전환과 동시에 0을 통한 전환이 있는 구불구불한 현상입니다. 이를 수행할 수 있는 수신기를 기호 동기화가 있다고 합니다. 일반적으로 심볼 주기당 매우 많은 수의 반송파 주기가 있기 때문에 이 두 번째 동기화 수준은 위상 동기화보다 훨씬 거칠며 일반적으로 위상 동기화에 사용되는 것과 다른 회로를 사용하여 수행됩니다.

많은 통신 시스템에는 일반적으로 프레임 동기화라고 하는 더 높은 수준의 동기화가 필요합니다. 정보가 블록으로 전달되거나 고정된 문자 수를 포함하는 메시지로 전달되는 경우 프레임 동기화가 필요합니다. 예를 들어, 블록 코드를 사용하여 순방향 오류 방지 체계를 구현하는 경우 또는 통신 채널이 시분할되어 여러 사용자가 사용하는 경우(TDMA 기술)에 이러한 현상이 발생합니다. 블록 코딩을 사용하면 디코더는 메시지를 올바르게 디코딩하는 데 필요한 코드워드 간의 경계 위치를 알아야 합니다. 시분할 채널을 사용하는 경우 올바른 정보 방향을 위해 필요한 채널 사용자 간의 경계 위치를 알아야 합니다. 기호 동기화와 마찬가지로 프레임 동기화는 한 프레임에서 다음 프레임으로의 전환과 동시에 전환이 발생하지 않는 프레임 속도로 구형파를 생성하는 기능과 동일합니다.

일관성 변조를 사용하는 대부분의 디지털 통신 시스템에는 위상, 기호 및 프레임이라는 세 가지 수준의 동기화가 모두 필요합니다. 비일관적 변조 시스템에는 일반적으로 기호 및 프레임 동기화만 필요합니다. 변조가 일관성이 없기 때문에 정밀한 위상 잠금이 필요하지 않습니다. 또한 비일관성 시스템에는 주파수 동기화가 필요합니다. 주파수 동기화는 수신기에 의해 생성된 반송파의 복사본이 수신된 반송파로부터 임의의 위상 편이를 가질 수 있다는 점에서 위상 동기화와 다릅니다. 수신 캐리어의 정확한 위상 값을 결정하기 위한 요구 사항이 없으면 수신기 구조를 단순화할 수 있습니다. 불행하게도 이러한 단순화는 신호 대 잡음비에 대한 전송 신뢰성의 의존성을 저하시킵니다.

지금까지 논의의 초점은 통신 채널의 수신 측에 있었습니다. 그러나 때때로 송신기는 동기화에서 보다 적극적인 역할을 수행합니다. 즉, 수신기의 기대에 맞게 전송 타이밍과 주파수를 변경합니다. 이에 대한 예는 많은 지상 터미널이 단일 터미널로 신호를 보내는 위성 통신 네트워크입니다. 위성 수신기. 대부분의 경우 송신기는 수신기의 역방향 통신 채널을 사용하여 타이밍 정확도를 결정합니다. 따라서 성공적인 송신기 동기화를 위해서는 종종 양방향 통신이나 네트워킹이 필요합니다. 이러한 이유로 송신기 동기화를 네트워크 동기화라고도 합니다.

수신기를 동기화해야 하는 데에는 비용이 듭니다. 동기화 수준이 추가될 때마다 시스템 비용이 높아집니다. 가장 확실한 투자는 수신기가 동기화를 획득하고 유지하기 위한 추가 소프트웨어 또는 하드웨어가 필요하다는 것입니다. 또한 덜 분명하지만 통신이 시작되기 전에 동기화하는 데 소요된 시간이나 동기화를 획득하고 유지하기 위해 수신기에서 사용할 신호를 전송하는 데 필요한 에너지로 비용을 지불하는 경우도 있습니다. 이쯤 되면 통신 시스템 설계자가 왜 높은 수준의 동기화가 필요한 시스템 설계를 고려해야 하는지 의구심이 들 수도 있습니다. 답은 향상된 성능과 다양성입니다.

중앙 송신기와 다중 수신기를 포함하는 방송 통신 시스템의 중요한 부분이 될 수 있는 일반적인 상업용 아날로그 AM 라디오를 생각해 보십시오. 이 통신 시스템은 동기화되지 않았습니다. 동시에, 수신기 대역폭은 정보 신호뿐만 아니라 송신기 기준 주파수의 도플러 효과 또는 드리프트로 인한 모든 반송파 변동도 포함할 수 있을 만큼 넓어야 합니다. 이 송신기 대역폭 요구 사항은 이론적으로 정보를 전송하는 데 필요한 에너지를 초과하여 추가 잡음 에너지가 감지기에 전달된다는 것을 의미합니다. 반송파 주파수 추적 시스템을 포함하는 약간 더 정교한 수신기에는 반송파 중심에 협대역통과 필터가 포함될 수 있으며, 이는 잡음 에너지를 크게 줄이고 수신된 신호 대 잡음비를 증가시킵니다. 따라서 기존 라디오 수신기는 수십 킬로미터 거리에 있는 대형 송신기의 신호를 수신하는 데 매우 적합하지만 더 낮은 조건에서는 작동하지 않을 수 있습니다.

디지털 통신의 경우 변조를 선택할 때 수신기 성능과 복잡성 간의 균형을 고려하는 경우가 많습니다. 가장 간단한 디지털 수신기에는 비간섭성 감지 기능이 있는 바이너리 FSK와 함께 사용하도록 설계된 수신기가 포함됩니다. 유일한 요구 사항은 비트 동기화 및 주파수 추적입니다. 그러나 일관성 있는 BPSK 방식을 변조로 선택하면 동일한 비트 오류 확률을 얻을 수 있지만 신호 대 잡음비는 약 4dB 정도 더 낮습니다. BPSK 변조의 단점은 수신기에 정밀한 위상 추적이 필요하다는 것입니다. 이는 신호의 도플러 속도가 높거나 페이딩이 발생하기 쉬운 경우 설계 문제가 될 수 있습니다.

가격과 성능 사이의 또 다른 절충안에는 오류 수정 코딩이 포함됩니다. 적절한 오류 방지 기술을 사용하면 상당한 성능 향상이 가능합니다. 동시에, 수신기의 복잡성으로 표현되는 가격은 높을 수 있습니다. 블록 디코더가 제대로 작동하려면 수신자가 블록, 프레임 또는 메시지 동기화를 달성해야 합니다. 이 절차는 일반적인 디코딩 절차에 추가되는 것이지만 블록 타이밍이 내장된 특정 오류 정정 코드가 있습니다. 또한 최적의 성능을 얻으려면 컨벌루션 코드에 추가 동기화가 필요합니다. 컨벌루션 코드의 성능 분석에서는 입력 시퀀스의 길이가 무한하다고 가정하는 경우가 많지만 실제로는 그렇지 않습니다. 따라서 오류 가능성을 최소화하려면 디코더는 정보 시퀀스가 시작되는 초기 상태(보통 모두 0), 최종 상태 및 최종 상태에 도달하는 시간을 알아야 합니다. 초기 상태가 끝나고 최종 상태에 도달하는 시기를 아는 것은 프레임 동기화를 수행하는 것과 같습니다. 또한 디코더는 분기 결정을 내리기 위해 채널 기호를 그룹화하는 방법을 알아야 합니다. 이 요구 사항은 동기화에도 적용됩니다.

위의 트레이드오프 논의는 개별 채널과 수신기의 성능과 복잡성 간의 트레이드오프 측면에서 이루어졌습니다. 동기화 기능이 시스템 효율성 및 다양성과 관련하여 중요한 잠재적 영향을 미친다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 프레임 동기화를 통해 DAMA(Demand-Based Multiple Access) 체계와 같은 고급 범용 다중 액세스 기술을 사용할 수 있습니다. 또한 다중 접속 및 간섭 억제 방식인 확산 스펙트럼 기술을 사용하려면 높은 수준의 시스템 동기화가 필요합니다. 이러한 기술은 매우 다양한 시스템을 구축할 수 있는 능력을 제공합니다. 이는 시스템이 변경되거나 다양한 외부 소스로부터 의도적 또는 비의도적 간섭을 받을 때 매우 중요한 기능입니다.

결론

내 작업의 첫 번째 섹션에서는 무선 통신 시스템 구성의 원리를 설명합니다. 셀룰러 통신 시스템 구성 다이어그램이 제공되고 셀룰러 통신에서 가입자를 분리하는 방법이 표시되며 코드 분리의 장점(기밀성 및 잡음 내성)이 표시됩니다. 시간 및 주파수와 비교하여 언급되며 일반적인 무선 표준은 DECT, Bluetooth 및 Wi-Fi 통신(802.11, 802.16)으로 간주됩니다.

다음으로, 신호의 상관관계 및 스펙트럼 특성이 고려되며, 예를 들어 일부 신호(직사각형 펄스, 가우스 벨, 평활 펄스)의 스펙트럼 계산과 디지털 통신에서 흔히 사용되는 Barker 신호 및 Walsh 함수의 자기상관 함수가 다음과 같이 제공됩니다. 통신 시스템의 복잡한 신호 유형도 표시됩니다.

세 번째 장에서는 복잡한 신호를 변조하는 방법을 제시합니다. 위상 편이 키잉 방법, 최소 주파수 편이를 사용한 변조(연속 위상을 사용한 변조 방법 중 하나), 직교 진폭 변조. 그리고 그 장점과 단점이 명시되어 있습니다.

작업의 마지막 부분에는 간섭 배경에 대해 M개의 알려진 신호와 M개의 변동 신호를 구별할 때 오류 확률에 대한 고려와 비동기 통신 시스템에서 알 수 없는 시간 위치를 가진 M개의 직교 신호를 구별할 때 오류를 계산하는 알고리즘이 포함되어 있습니다. 코드분할로.

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