22nd Октябрь 2007
Немного о радиопередачи информации
Прежде чем рассказывать про передачу информации со спутников, хочу немного понудить про то, как вообще происходит передача. Примерно так.
При передаче всегда есть передатчик и приёмник. На расстояние информация передаётся путём радиоволн. Радиоволна – это гармоническое колебание, например, описываемое функцией sin(x). Важным является выбор частоты в системе передачи. Её значение зависит от многих факторов. И мы обсуждать не будем (пока). Вот математическая модель гармонического колебания:
S(t) = A*sin(2pi*f*t + phi)
A – амплитуда колебания
pi = 3.14159265
f – частота колебания
t – время
phi – читается «фи», начальная фаза колебания. Путь для простоты будет phi =0.
Вот конечное уравнение колебания S(t) = A*sin(2pi*f*t). Думаю пока все понятно. Для наглядности вот график этой функции с обозначениями:
На графике А = 2. f = 10 Hz. t = 0 до 2 сек.
В радиотехнике эту частоту f принято называть несущей частотой, или просто несущей, потому что она переносит информацию. Представьте себе, что передача происходит в пустом пространстве, где нет других источников всевозможного излучения. Есть один сигнал – его и излучаем. В этом случае нет проблем. А что делать, если у нас есть много передатчиков и один приёмник? Как сделать так, чтобы приёмник знал от какого передатчика принимает сигнал? Вариантов много, но расскажу про самые используемые. Приёмник, передатчик и среда распространения сигнала называется каналом связи. В случае, когда передатчиков больше одного, то используется разделение каналов.
Для примера рассмотрим систему: приёмник, 3 передатчика.
- Все передатчики излучают один и тот же сигнал. В этом случае приёмник будет принимать все 3 сигнала (сумму сигналов) и не сможет разобрать от какого из приёмников пришел сигнал. С точки зрения приёмника, передатчик, как бы, одни. Мы не сможем выделить информацию от каждого из передатчиков.
- Есть вариант, когда каждый передатчик будет излучать одинаковый сигнал, но на своей частоте, скажем передатчик 1 излучает на частоте 100 МГц , передатчик 2 – 150 МГц, передатчик 3 – 200 МГц. В этом случае приёмник должен просто принимать сигналы на разных частотах и сама частота и является идентификатором того, с какого передатчика был послан сигнал. Этот метод называется частотным разделением каналов. Один из самых древних, надо сказать, и любимых в СССР. Житейский пример: есть бочка, в которую из 3х разных мест надо налить воды. В этом случае будет 3 разных желоба из этих трёх мест. И мы знаем что течёт, ориентируясь на жёлоб, то есть жёлоб является уникальным признаком, того откуда вода пришла.
- Есть другой вариант. Все передатчики изучают на одной частоте, НО перед началом очередной посылки они посылают, скажем, уникальные код. Приёмник его принимает и знает, что это сигнал от конкретного передатчика (в действительности немного не так). Этот метод называется кодовым разделение каналов. Житейский пример: та же бочка. В этом случае жёлоб один, но по нему текут жидкости разной плотности, чтобы они не смешивались. На приёмном конце мы по плотности жидкости определим, откуда она.
Есть и другие варианты разделения каналов, но они нам в данном контексте не интересны.
Что мы узнали:
- Вся информация передаётся на расстояние с помощью гармонических колебаний.
- Частота этого колебания, на которой происходит передача, называется несущей частотой.
- Для наличия в системе более одного передатчика нужно обеспечить возможность приёмнику знать от какого из передатчиков получен сигнал. То есть нужно обеспечить многоканальность.
- Для обеспечения многоканальности служат методы разделения каналов.
- Есть Частотное Разделение Каналов (ЧРК). В английском – FDMA (Frequency Division Multiple Access).
- Есть Кодовое Разделение Каналов (КРК). В английском – CDMA(Code Division Multiple Access).
P.S. Для пытливых умов будет продолжение с описанием этих способов более подробно.
Tags: broadcast, Радиопередача
[...] сначала C/A код. Напомню, что в системе GPS используется кодовое разделение каналов. Это значит, что каждый спутник идентифицируется на [...]
[...] В системе GPS используется кодовое разделение каналов. В системе ГЛОНАСС – частотное разделение каналов. Про это читать тут. [...]