Radiokomunikacja zagadnienia ogólne
description
Transcript of Radiokomunikacja zagadnienia ogólne
Radiokomunikacja zagadnienia ogólne
Autor:K Miśkiewicz
Pojęcie radiokomunikacji
Przekazywanie informacji (mowa, Przekazywanie informacji (mowa, obraz, dane) za pośrednictwem fal obraz, dane) za pośrednictwem fal elektromagnetycznych elektromagnetycznych rozchodzących się w przestrzenirozchodzących się w przestrzeni
Historia radiokomunikacji
James Clark MAXWELL – teoria fal elektromagnetycznych (1973)
Heinrich HETRZ – doświadczalne wytworzenie i odbiór fal elektromagnetycznych (1888)
Guglielmo MARCONI – praktyczne zastosowanie radiokomunikacji (1898) – radiotelegrafia w marynarce wojennej i handlowej
SOS (save our souls) – 1909 katastrofa S/s Slavonia (Azory)
Przykład systemu radiokomunikacyjnego
Fala elektromagnetyczna
Składowa magnetyczna H, elektryczna E Częstotliwość f [Hz] 9kHz – 1000GHz Długość Natężenie V/m, dB f=c – prędkość światła 300 000 km/s
Widmo fal elektromagnetycznych w radiokomunikacji [V.431-7]
Zakres Długość fali [m] Oznaczenie 3 Hz – 30 Hz 100 000 km – 10 000 km ELF, Extremely low frequency 30 Hz – 300 Hz 10 000 km – 1 000 km SLF, Super low frequency 300 Hz – 3000 Hz 1 000 km – 100 km 1. ULF, Ultra low frequency, fale hektakilometrowe 3 kHz – 30 kHz 100 km – 10 km VLF, Very low frequency, fale myriametrowe, fale bardzo
długie 30 kHz – 300 kHz 10 km – 1 km LF, Low frequency, fale kilometrowe, fale długie
300 kHz – 3 MHz 1 km – 100 m MF, Medium frequency, fale hektametrowe, fale średnie 3 MHz – 30 MHz 100 m – 10 m HF, High frequency, fale dekametrowe, fale krótkie 30 MHz – 300 MHz 10m - 1m VHF, Very high frequency, fale metrowe, fale ultrakrótkie 300 MHz – 3 GHz 1 m – 10 cm UHF, Ultra high frequency, fale decymetrowe 3 GHz – 30 GHz 10 cm – 1 cm SHF, Super high frequency, fale centymetrowe 30 GHz – 300 GHz 1 cm – 10 mm EHF, Extremely high frequency, fale milimetrowe
Propagacja fal elektromagnetycznych
Fale powierzchniowe – fale długie, >2000km Fale jonosferyczne – fale krótkie, tysiące km Propagacja troposferyczna – prostoliniowa +
ugięcia i odbicia
PR=PT+GT+GR+20lg(/4r) – wzór Friisa PR-SR>margines
Bilans mocy łącza radiowego(przestrzeń swobodna)
Modulacja w radiokomunikacji Amplitudy (AM) Częstotliwości (FM) Fazy (PM) Modulacje złożone np. AM+PM
Modulacja amplitudy
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
t, ms
Modulacja częstotliwości
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-1
-0.5
0
0.5
1sygnal modulujacy
t, ms
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2sygnal zmodulowany
t, ms
Modulacja fazy
0 1 2 3 4 5 6 7
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
sygnal modulujacy
t, ms
0 1 2 3 4 5 6 7-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
t, ms
sygnal zmodulowany
Widmo sygnału zmodulowanego amplitudowo
(modulacja dwuwstęgowa)
Radiotelefony – tryb simplex
FPP – filtr pasmowoprzepustowyW - wzmacniacz mikrofonowyMod – modulatorDem - demodulator
N/O przycisk nad/odb
System dyspozytorski - duosimplex
Wykorzystanie widma w radiokomunikacji
Odbiornik powinien odbierać sygnał z tylko jednego nadajnika
Realizacja: Separacja przestrzenna – odpowiednia
odległość nadajników wykorzystujących ten sam kanał
Separacja częstotliwościowa – różne nadajniki wykorzystują różne kanały częstotliwościowe
Separacja czasowa w danej chwili nadaje tylko jeden nadajnik – dyscyplina obsługi nadajników, mechanizmy w protokołach
Uregulowania prawne
Mechanizm powstawania zakłóceń w radiokomunikacji
SYTUACJA NIEDOPUSZCZALNA
Bezzakłóceniowe wykorzystanie widma
SEPARACJA PRZESTRZENNA SEPARACJA CZĘSTOTLIWOŚCIOWA SEPARACJA CZASOWA SEPARACJA KODOWA
(SYGNAŁOWA)
SEPARACJA PRZESTRZENNA
PRZYKŁAD SEPARACJI PRZESTRZENNEJ Nadajniki TVP1 na kanale 8
Katowice 200kW H Koszalin 80kW V Białystok 80 kW H Muszyna, Piechowice, Włocławek
małe moce
Widmo sygnału z modulacją AM
Separacja częstotliwościowa - Odstęp międzykanałowy
Separacja czasowa Zapewnia użytkownik – nie wolna
nadawać jeżeli kanał jest zajęty Mechanizmy wbudowane w
zaawansowane protokoły np. WiFi 802.11, WiMax, ZigBee
Wielodostęp z podziałem czasowym (GSM)
Separacja sygnałowa Kodowanie sygnału (np. kody
GOLDA w systemie GPS) Systemy z rozproszonym widmem
Międzynarodowe regulacje prawne ITU-R Regulamin Radiokomunikacji Światowa Tablica Przeznaczeń
Częstotliwości
Polskie regulacje prawne
Prawo Telekomunikacyjne – Dz. U. 2004 nr 171 poz 1800 – nadzór nad gospodarką widma – UKE (Urząd Komunikacji elektronicznej)
Krajowa Tablica Przeznaczeń Częstotliwości
Dla użytkowania urządzenia nadawczego – pozwolenie radiowe
Użytkowanie bez pozwolenia Radiotelefony PMR 446 – 446MHz, 8
kanałów analogowych, odstęp 12,5 kHz PR 27 (CB Radio) Urządzenia bliskiego zasięgu
zdefiniowane w Rozporządzeniu Dz. U. 2007 nr 138 poz 972 np: Urządzenia telesterowania (433MHz) Urządzenia identyfikacji RFID Urządzenia radiowych sieci komputerowych
2,4GHz i 5 GHz
Wymagania formalne
Oznakowanie spełnienie wymagań dyrektyw: LDV, EMC, RTTE, ATEX
Dla urządzeń nadawczych klasy 2 Deklaracja zgodności (producent
lub importer UE)
Przykład deklaracji zgodności
Certyfikat WE
Przykład tabliczki znamionowej
Radiokomunikacja w kopalniach podziemnych Przewody promieniujące Systemy z widzialnością optyczną Propagacja przez górotwór Wykorzystanie metalowego
wyposażenia wyrobisk Systemy rozległe (Wi-Fi, DECT)