1- KOM-SIS

KOMUNIKACIONI SISTEMI

Prof Dr Ćamil Sukić

23 February 2016

UVOD I ISTORIJSKI PREGLED DEFINICIJA TELEKOMUNIKACIJA:

Telekomunikacije predstavljaju granu ljudske delatnosti koja se bavi prenošenjem poruka, vesti ili saopštenja od jednog do drugog udaljenog mesta posredstvom elektromagnetnih talasa ili svetlosti, primenom elektronskih odnosno optoelektronskih sistema.

23 February 2016

UVOD I ISTORIJSKI PREGLED

• Poruke koje se prenose od izvora do mesta prijema mogu biti u različitim formama: govor, muzika (audio), nepokretne i pokretne slike (video), podaci, tekst itd.

• Za dan početka savremenih telekomunikacija uzet je 24. V. 1884. godine kad je Morse postavio i ostvario prvi telegrafski prenos između Vašingtona i Baltimora.

23 February 2016


• Godine 1851. položen je prvi podmorski telegrafski kabl između Francuske i Engleska koji je mogao preneti 15 slova u minutu.

• Za početak primene telefonije se smatraju 1876. i 1878. godina kada je Graham Bell demonstrirao svoje pronalaske i obavio telefonsku komunikaciju.

• Godine 1882. instalirana je prva automatska telefonska centrala u SAD.

23 February 2016


• Krajem XIX veka realizuje se bežični prenos poruka koja se bazira na prostiranju elektromagnetnih talasa i radio komunikacijama.

• Prvi prenos žive TV slike ostvaren je 1927. godine između Njujorka i Vašingtona, dok je prva javna demonstracija TV obavljena je u Londonu 1934.

23 February 2016


• Tek 1956. postavljen je prvi telefonski podmorski kabl između SAD i Engleske za prenos 36 istovremenih govornih komunikacija (kanala).

• Lansiranjem prvog telekomunikacionog satelita 1960. godine-Echo I (pasivni satelit) i nešto kasnijen Courier IB (aktivni satelit) počinje era satelitskih komunikacija. Sa jednog geostacionarnog satelita pokriva se približno 1/3 površine zemlje programima radio i TV stanica.

23 February 2016


• Već u ranoj fazi razvoja telekomunikacija uočena je neophodnost međunarodne koordinacije u eksploataciji telekomunikacija, što je dovelo do osnivanja međunarodnih organizacija:

Međunarodne Unija za telegrafiju 1865. u Parizu Međunarodne Unija za telekomunikacije 1932. u

Madridu, koja od 1947. postaje specijalizovana organizacija UN, a sačinjavali su je Konsultativni komiteti za telefoniju i telegrafiju (CCITT) i za radio komunikacije (CCIR).

23 February 2016


Međunarodna Unija za Telekomunikacije ITU (International Telecommunication Union), sa sedištem u Ženevi, organizovana je u tri Sektora: •ITU-T za standardizaciju, •ITU-R za radio komunikacije •ITU-D za razvoj.

Rad i donošenje preporuka je organizovan u okviru studijski grupa (SG) i do sada je usvojeno više od 3000 preporuka (ITU Recommendations).

23 February 2016


23 February 2016


• Značajnu ulogu u standardizaciji telekomunikacija i informatičkih tehnologija imaju i:

Međunarodna organizacija za standardizaciju ISO Evropski Institut za standardizaciju u

telekomunikacijama ETSI Udruženje inženjera elektrotehnike i elektronike IEEE Tela za standardizaciju u oblasti Internet tehnologija: IRTF (Internet Research Task Force) i IETF (Internet Engineering Task Force) itd

23 February 2016

OPŠTI MODEL KOMUNIKACIONOG SISTEMA

Linija veze

KanalIzvor

informacija PredajnikSignal Signal

Prijemnik Korisnik

Izvor šuma

23 February 2016


• Elementi sistema su: - Izvor informacija koji generiše poruke koje se

sastoje od skupa simbola (slova, brojke, note) ili od neke funkcije promenljive u vremenu (govor, muzika, slike)

- Predajnik koji pretvara poruku u signal podesan za prenos. Signal je električni ili svetlosni ekvivalent prenošene poruke

23 February 2016


- Linija veze predstavlja sredinu (medijum) kroz koji se signal prenosi od predajnika do prijemnika

- Prijemnik koji transformiše primljeni signal u poruku

- Korisnik je osoba, mašina ili objekat kome je poruka namenjena

- Šum u opštem smislu predstavlja sve pojave koje degradiraju signal

23 February 2016


• Izvor informacija - generiše poruke • Poruka - se sastoji od skupa simbola (slova,

brojke, note) ili od neke funkcije promenljive u vremenu (govor, muzika, slike)

• Predajnik – pretvara poruku u signal podesan za prenos

• Signal je električni ili svetlosni ekvivalent prenošene poruke

23 February 2016


• Linija veze predstavlja sredinu (medijum) kroz koji se signal prenosi od predajnika do prijemnika

• Prijemnik – transformiše primljeni signal u poruku • Korisnik – osoba, mašina ili objekat kome je

poruka namenjena • Šum – u opštem smislu sve pojave koje

degradiraju signal

23 February 2016

Priroda poruka

• Dele se u dve grupe: diskretne i kontinualne poruke

• Diskretne poruke se pojavljuju kao nizovi odvojenih elemenata koje imaju konačan broj različitih vrednosti. Ti elementi se nazivaju simbolima i pripadaju konačnom skupu koji se naziva alfabet

• Kontinualne poruke se pojavljuju kao funkcije vremena (kontinualne funkcije koje mogu uzeti sve vrednosti između određenih granica)

23 February 2016

Priroda i klasifikacija signala

• Signale možemo klasificirati u dve grupe: 1. Deterministički 2. Slučajni • Deterministički signali mogu biti dati u vidu neke

definisane vremenske funkcije. Njihove vrednosti mogu se znati i u budućnosti.

• Slučajni signali su predstavljeni slučajnim fukcijama i njihove vrednosti se ne mogu znati kakve će biti u budućnosti

• Samo slučajni signali sadrže informaciju, jer je njena osnovna karakteristika neizvesnost.

23 February 2016

PRIRODA PORUKA I KARAKTERISTIKE

PRENOŠENIH SIGNALA

• U savremenijim metodama komuniciranja imamo u osnovi za cilj da prenesemo određenu poruku između predajnika poruke i prijemnika

• U telekomunikacijama poruke se prenose na taj način što se transformišu u njihov električni ekvivalent koji nazivamo signalom.

• Transformacija se može obaviti i u svetlosne ekvivalente i vršiti prenos IR (Infra Red) talasima ili putem F.O. (Fiber Optics) sistema

23 February 2016

PRIRODA PORUKA I KARAKTERISTIKE PRENOŠENIH SIGNALA

• Signali predstavljaju namerno izazvane, određene fizičke procese koji u sebi nose željenu poruku

Zadatak telekomunikacija je da poruku u vidu

signala prenese na određeno mesto i da pri tom signal što je moguće više ostane veran svom izvornom obliku

23 February 2016

Priroda poruka

• Diskretne poruke su poruke u vidu niza odvojenih elemenata koji imaju konačan broj različitih vrednosti. Ovi elementi se nazivaju simbolima i pripadaju konačnom skupu koji se naziva alfabet

Telegrafija

AS1 AS2

AS3

AS4

A S - a

mpl

ituda

sig

nala

AS5AS6

23 February 2016

Priroda poruka • Kontinualne poruke pojavljuju se kao funkcije vremena koje

mogu uzeti sve moguće vrednosti između nekih određenih granica

Telefonija

Am

plitu

da

As

A2

A1

23 February 2016


• Deterministički signali su signali koji mogu biti zadani u vidu neke definisane vremenske funkcije. Na primer: povorka pravougaonih impulsa, naponi ili struje sinusoidalnog oblika itd.

• Njihova osnovna osobina je da kad se jednom poznaje zakon po kome se menjaju, njihove vrednosti mogu da se izračunaju u bilo kom trenutku u budućnosti.

23 February 2016


• Primer pravougaonih impulsa

23 February 2016


• Slučajni signali imaju osobinu da se njihove promene u vremenu ne mogu unapred odrediti. Osnovna osobina ovih signala je da poznajemo funkciju koja karakteriše njihove promene u prošlosti ali ne znamo u budućnosti:

• Slučajni signali nose sa sobom informaciju, jer je osnovna karakteristika njene prirode neizvesnost.

23 February 2016

NAČINI ANALIZE DETERMINISTIČKIH SIGNALA

• Osobine determinističkih signala ispituju se harmonijskom analizom funkcija kojima su predstavljeni takvi signali.

• Harmonijska analiza zasniva se na teoriji Furijeovih redova i Furijeovih transformacija u zavisnosti od toga da li se radi o periodičnim ili aperiodičnim signalima.

23 February 2016


• Harmonijska analiza je pogodna jer se periodične funkcije bez obzira na njihov talasni oblik mogu razložiti u Furijeov red. Na taj način umesto te funkcije predstavljene u vremenskom domenu dobijamo njenu sliku u domenu učestanosti (frekvencijski domen)

• Treba naglasiti da od svih talasnih oblika koje možemo razlagati, najjednostavnije je to raditi sa sinusoidalnim formama 23 February 2016

NAČINI ANALIZE DETERMINISTIČKIH SIGNALA • Sa druge strane struja/napon sinusoidalnog oblika na ulazu R,

L i C ima sinusoidalni oblik i na izlazu

• Za analizu aperiodičnih signala koriste se Furijeov integral i Furijeova transformacija. Problem je što ne postoji dovoljno veliki broj slučajeva kad se određeni integrali koji se dobijaju pri tom, mogu rešiti

uR

iRuR ⋅=

uL

t

iL d

dLu =

uC

∫= idtc

uC1

23 February 2016


• Zaključak: • Samo slučajni signali nose informaciju • Ispitivanjem statistički/eksperimentalno potrebnih uslova za

prenos ovakvih signala, pronalaze se karakteristične veličine koje pokazuju statističke regularnosti signala

• Deterministički signali mogu biti periodični i aperiodični • U prenosu signala nas zanima odnos ulaz/izlaz, koji se uvek

može u ustaljenom sinusoidalnom režimu pronaći, bez obzira da li su signali periodični ili aperiodični.

23 February 2016

HARMONIJSKA ANALIZA PERIODIČNIH SIGNALA • Periodična funkcija ima osobinu:

• T = const - perioda funkcije. Signali koji se u

potpunosti mogu predstaviti na ovaj način nazivaju se periodični signali

• Ako funkcija f(t) zadovoljava Dirichletov uslov što znači da je konačna veličina, može se

predstaviti Furijeovim redom

( )Ttftf +=)(

∫− ∞<2/

2/)(

T

Tdttf

23 February 2016

HARMONIJSKA ANALIZA PERIODIČNIH SIGNALA

an, bn Furijeovi koeficijenti

( )∑∞

=

++=1

000 sincos

2)(

nnn tnbtnaatf ωω

∫−

=2/

2/0cos)(2 T

Tn tdtntf

Ta ω

∫−

=2/

2/0sin)(2 T

Tn tdtntf

Tb ω

0

2ωπ

=T

0ω

23 February 2016

HARMONIJSKA ANALIZA PERIODIČNIH SIGNALA • Izraz za Furijeov red može se predstaviti još sa dva oblika

• Periodična fukcija f(t) predstavljena je sumom prosto periodičnih oscilacija koji se nazivaju harmonici funkcije f(t). Oni imaju amplitude cn, fazni stav θn i učestanost ω

( )∑∞

=

++=1

00 cos

2)(

nnn tncatf θω

22nnn bac +=

−=

n

nn a

barctgθ

23 February 2016

HARMONIJSKA ANALIZA PERIODIČNIH SIGNALA • Furijeov red f(t) u kompleksnoj formi • e – prirodni broj 2,718

• n = 0, ± 1, ±2, ±3,

∑∞

−∞=

=n

tjnneFtf 0)( ω

1−== ij

( )nnn jbaF −=21

23 February 2016


• n = 0, ± 1, ±2, ±3, • Veličina Fn predstavlja Furijeovu transformaciju f(t) • Poznavanje veličine an, bn i Furijeove transformacije Fn je

potreban i dovoljan uslov da se f(t) jednoznačno odredi. • Na osnovu toga mogu se odrediti amplitude i fazni stavovi

pojedinih harmonika. • Fn – su kompleksne veličine

∫−

−=2/

2/

0)(1 T

T

tjnn dtetf

TF ω

njnn eFF θ=

23 February 2016

HARMONIJSKA ANALIZA PERIODIČNIH SIGNALA • Fn - kompleksni spektar funkcije f(t) • |Fn|- amplitudski spektar f(t) • θn - fazni spektar f(t)

Fazorska predstava prostoperiodičnog signala

)(tf

nF

notn θω +

notn θω +

nn FC =21

mI

23 February 2016


Spektar je diskretan ili linijski , komponente na pojedinim

kružnim frekvencijama nazivaju se harmonici (prvi, drugi ....)

004ω− 03ω− 02ω− 0ω− 0ω 02ω 03ω 04ω

nF

0ωn

ω

0ωω n=

23 February 2016


Amplitudski spektar za pozitivne učestanosti

23 February 2016

0 0ω 02ω 03ω 04ω

nn Fl 2=

ω

1- KOM-SIS

Documents

Transcript of 1- KOM-SIS