Сучасний радiозв'язок та його застосування в рiзних галузях народного господарства та вiйськовiй справi

МРЖНРЖСТЕРСТВО АГРАРНОРЗ ПОЛРЖТИКИ

Вищий державний навчальний заклад

ВлХерсонського державного аграрного унiверситетуВ»

СКАДОВСЬКИЙ ТЕХНРЖКУМ.

ФАКУЛЬТЕТ АГРАНОМРЖЯ.

Спецiальнiсть: 5,09010103 ВлТехнологiя виробництва i переробки продуктii рослинництваВ»

РЕФЕРАТ

Сучасний радiозв'язок та його застосування в рiзних галузях народного господарства та вiйськовiй справi

Виконав студент 1-А навчальноi групи:

Трифонов В.О.

Перевiрив викладач вищоi категорii:

Пасiчник В.М.

Антонiвка 2009

План

1. РадiозвтАЩязок

Радiохвилi

Радiорелейний зв'язок

Радiочастотний ресурс

2. Радiо

3. Радiотелеграфний зв'язок

Азбука Морзе

4. Супутниковий зв'язок

Ku-дiапазон та супутникове телебачення

GPS

5. Wi-Fi

6. Bluetooth

7. Цифровий зв'язок

8. Стiльниковий зв'язок

3G

2G

GSM

GPRS

EDGE

CSD

9. Третя iнформацiйна революцiя

РадiозвтАЩязок тАФ рiзновид зв'язку, у котрому носiiм iнформацii i радiохвилi.

Радiохви́лi тАФ дiапазон електромагнiтних хвиль з довжиною хвилi м. В експериментах Герца (1888 р.) вперше були одержанi хвилi з довжиною кiлька десяткiв сантиметрiв. В 1895-99 О. Попов вперше використав радiохвилi для бездротового зв`язку. З розвитком радiотехнiки розширявся i частотний дiапазон хвиль, що можуть бути зТСенерованi чи сприйнятi радiоапаратурою. В природi iснують i природнi джерела радiохвиль у всiх частотних дiапазонах. Наприклад таким джерелом може бути будь-яке нагрiте тiло. Також радiохвилi можуть генеруватися деякими природними явищами (блискавка) або космiчними об`iктами (нейтроннi зiрки).

Використовуються радiохвилi не лише для власне радiо але й для локацii, дослiдження космiчних об`iктiв, дослiдження середовища, в якому вони поширюються, i в радiометеорологii.

Частотна сiтка, використовуiма у радiозв'язку, подiляiться на дiапазони:

Довгi хвилi (ДХ) тАФ f = 150тАФ450 кГц (λ = 2000тАФ670 м)

Середнi хвилi (СХ) тАФ f = 500тАФ1600 кГц (λ = 600тАФ190 м)

Короткi хвилi (КХ) тАФ f = 3-30 МГц (λ = 100-10 м)

Ультракороткi хвилi (УКХ) тАФ f = 30 МГц тАФ 300 МГц (λ = 10-0,01 м)

В залежностi вiд дiапозона радiохвилi мають своi особливостi та закони росповсюдження:

ДХ сильно поглинаються iоносферою, основне значення мають приземнi хвилi, якi росповсюджуються, огинаючи землю. РЗх iнтенсивнiсть по мiрi вiддалення вiд передавача зменшуiться порiвняно швидко.

СХ сильно поглинаються iоносферою вдень, район iх дii визначаiться приземною хвилею, ввечерi добре вiдбиваюються вiд iоносфери i район дii визначаiться вiдбитою хвилею.

КХ розповсюджуються виключно вiдбиттям вiд iоносфери, тому навколо передавача iснуi т. н. мертва зона. Вдень краще розповсюджуються бiльш короткi хвилi (30 МГц), вночi тАФ бiльш довгi (3 МГц). Короткi хвилi можуть розповсюджуватися на великi вiдстанi при малiй потужностi передавача.

УКХ розповсюджуються в iдеальних умовах по прямiй як свiтло. При проходженнi УКХ через iонiзованi дiлянки атмосфери (грозова активнiсть, магнiтнi бурi на Сонцi)вони зазнають менших втрат i радiозвязок може вiдбуватися на бiльшi вiдстанi.

Росповсюдження радiохвиль вiд джерела до приймача може вiдбуватися декiлькома шляхами одночасно. Таке росповсюдження маi назву багатопромiневiстю. Як наслiдок багатопромiневостi та змiни параметрiв середовища, виникають завмирання (англ. fading) тАФ змiна рiвня отримуiмого сигналу у часi. При багатопромiневостi змiна рiвня сигналу вiдбуваiться внаслiдок iнтерференцii, тобто у точцi прийому електромагнiтне поле i сумою змiщених у часi радiохвиль одного й того ж сигналу.

Класифiкацiя за довжиною

Радiохвилi довжиною 100тАУ10 км (частота 3тАУ30 кГц) та довжиною 10тАУ1 км (частота 30тАУ300 кГц) називаються наддовгими (НДХ) та довгими (ДХ) хвилями, розповсюджуються у вiльному просторi вздовж поверхнi Землi i вдень i вночi i мало поглинаються водою. Тому iх використовують, наприклад, для звтАЩязку з пiдводними човнами (наддовгi хвилi). Однак, вони сильно слабшають по мiрi вiддалення вiд передавача, i тому передавачi повиннi бути дуже потужними.

Хвилi довжиною 1000тАУ100 м (частота 0,3тАУ3 МГц), так званi середнi хвилi (СХ), вдень сильно поглинаються iоносферою (верхнiм шаром атмосфери, що маi велику концентрацiю iонiв) та швидко слабшають, коли вночi iоносфера iх вiдбиваi. Середнi хвилi використовують для радiомовлення, причому вдень можна чути лише близько розташованi станцii, а вночi тАУ ще й дуже вiддаленi.

Хвилi довжиною 100тАУ10 м (частота 3тАУ30 МГц), так званi короткi (КХ), надходять до антени приймача, вiдбиваючись вiд iоносфери, причому вдень краще вiдбиваються коротшi, а вночi тАУ довшi з них. Для таких радiохвиль можна створювати антени передавачiв, котрi випромiнюють електромагнiтну енергiю направлено, фокусують ii у вузький промiнь, i таким чином збiльшувати потужнiсть сигналу, що надходить до антени приймача. На коротких хвилях працюi бiльшiсть станцiй радiозвтАЩязку тАУ суднових, лiтакових та iн., а також багато станцiй радiомовлення.

Радiохвилi довжиною 10 мтАУ0,3 мм (частота 30 МГцтАУ1 ТГц), що називаються ультракороткими (УКХ), не вiдбиваються i не поглинаються iоносферою, а на кшталт свiтлових променiв, пронизують ii i вiдходять у космос. Тому зв'язок на УКХ можливий лише на таких вiдстанях, коли антена приймача ВлбачитьВ» антену передавача, тобто коли немаi нiчого мiж антенами, що могло б заступати шлях цим хвилям (гора, будинок, опуклiсть Землi та iн.). Тому, УКХ використовують в основному для радiорелейного звтАЩязку, телебачення, супутникового звтАЩязку, а також в радiолокацii.

Радiорелейний звтАЩя́зок тАФ радiозвтАЩязок по лiнii, утвореною ланцюжком приймально-передавальних (ретрансляцiйних) радiостанцiй. Наземний радiорелейний зв'язок здiйснюiться звичайно на деци- i сантиметрових хвилях.Антени сусiднiх станцiй звичайно розташовують у межах прямоi видимостi, тому що це самий надiйний варiант. Для збiльшення радiуса видимостi антен iх встановлюють як найвище тАФ на мачтах (вежах) висотою 70-100 м (радiус видимостi тАФ 40-50 км) i на високих будiвлях.

Граничним випадком цього пiдходу i супутниковий звтАЩязок тАФ у нiй ретранслятор винесений на максимально можливу висоту (десятки тисяч кiлометрiв!), i в зонi його видимостi тАФ майже половина Земноi кулi!Довжина наземноi лiнii радiорелейного зв'язку тАФ до 10000 км, iмнiсть тАФ до декiлькох тисяч каналiв.

Глобальна мережа радiорелейного зв'язку активно розверталася в СРСР в 70-х рр. (оскiльки це на багато порядкiв дешевше, нiж кабельнi лiнii, особливо в умовах величезних просторiв з нерозвиненою iнфраструктурою; високоi ж швидкостi передачi iнформацii тодi ще не були потрiбнi), i ретранслятори можна знайти практично де завгодно тАФ на будь-якому висотному будинку або пiднесеннi й уздовж будь-якоi транспортноi (особливо тАФ залiзничноi) магiстралi. Пiзнiше на ii основi (як магiстральноi мережi) будувалася мережа сотового звтАЩязку, особливо в регiонах.

Радiочасто́тний ресу́рс - це частина радiочастотного спектру, придатна для передавання та/або приймання електромагнiтноi енергii радiоелектронними засобами i яку можливо використовувати для поширення будь-якоi iнформацii на територii Украiни та за ii межами вiдповiдно до законiв Украiни та мiжнародного права, а також на видiлених для Украiни частотно-орбiтальних позицiях.

Радiочастотний спектр, в свою чергу, визначаiться як безперервний iнтервал радiочастот не вищий за 3 ТГ (3000 ГГц). Радiочастота тАУ це електромагнiтна хвиля у просторi без штучного спрямовуючого середовища з певним номiналом частоти у межах радiочастотного спектру.

(Стаття 1 Закону Украiни "Про радiочастотний ресурс Украiни" у редакцii вiд 24 червня 2004 року)

Вiдповiдно до Декларацii керiвних засад використання мовлення через супутники для вiльного поширення iнформацii, розвитку освiти i розширення культурних обмiнiв (Париж, 15 листопада 1972 року) i ч. 2 ст. 44 Статуту Мiжнародного союзу електрозвтАЩязку, радiочастоти i орбiта геостацiонарних супутникiв i обмеженими природними ресурсами, що належать усiм народам i iх використання регулюiться Конвенцiiю Мiжнародного союзу електрозвтАЩязку та ii Регламентом радiозвтАЩязку. Статут Мiжнародного союзу електрозвтАЩязку i Конвенцiя Мiжнародного союзу електрозвтАЩязку (Женева, 22 грудня 1992 року) ратифiкованi Законом Украiни вiд 15 липня 1994 року.

Положення мiжнародно-правових актiв вiдображенi у п. 4 Концепцii розвитку звтАЩязку Украiни до 2010 року, затвердженоi постановою Кабiнету Мiнiстрiв Украiни вiд 9 грудня 1999 року № 2238, згiдно з яким, радiочастотний ресурс i обмеженим природним ресурсом, ефективнiсть використання якого впливаi на економiчне становище краiни та на стан довкiлля.

Ра́дiо тАФ дiлянка науки й технiки, пов'язана з передаванням на вiддаль електромагнiтних коливань високоi частоти тАФ радiохвиль, з допомогою якого здiйснюiться зокрема радiомовлення тАФ передача через радiо сигналiв, мови, музики для необмеженоi кiлькостi слухачiв.

Радiо використовуiться в Украiнi для радiотелеграфiчного зв'язку з 1902. Початки радiомовлення припадають на 1924, коли у Харковi, через 4 роки пiсля того, як почали дiяти 4-кiловатнi радiостанцii в Москвi, Ленiнградi й Казанi, розпочато радiопересилання через малопотужнi передавачi. Першi потужнi радiостанцii були збудованi у Харковi й Киiвi 1925 Московським акцiонерним товариством для широкого мовлення по радiо. Згодом постали радiостанцii в Одесi, Днiпропетровську, Донецьку та iнших мiстах. Введена у дiю 1927 Харкiвська ВлРВ 4В» (Радиовещательная станция 4) була четверта за потужнiстю в усьому СРСР. 1941 найпотужнiшою довгохвильовою радiостанцiiю УРСР була Киiвська (ВлРВ 84В»), призначена також для пропагандивних пересилань за кордон.

Азбука Морзе (телеграфна азбука) тАФ назване за iм'ям розробника Семюела Морзе вiдтворення графiчних знакiв комбiнацiiю крапок i тире.

Супу́тниковий зв'язо́к тАФ один з видiв радiозв'язку, заснований на використаннi штучних супутникiв Землi на яких змонтованi ретранслятори. Супутниковий зв'язок здiйснюiться мiж земними станцiями, якi можуть бути як стацiонарними, так i мобiльними.

Оскiльки супутниковий зв'язок i радiозв'язком, для передачi через супутник сигнал повинен бути промодульованим. Модуляцiя вiдбуваiться на земнiй станцii. Модульований сигнал переноситься на потрiбну частоту, пiдсилюiться та надходить на передавальну антену.

Звичайний (нерегенеративний) супутник, прийнявши сигнал вiд однiii наземноi станцii, переносить його на iншу частоту, пiдсилюi й передаi iншiй наземнiй станцii. У супутнику може бути кiлька незалежних каналiв, що здiйснюють цi операцii, кожний з яких працюi в певному дiапазонi частот (цi канали обробки називаються транспондерами).

Регенеративний супутник демодулюi прийнятий сигнал та знову модулюi його. Завдяки цьому помилки виправляються два рази: на супутнику та на прийомнiй земнiй станцii. Недолiком цього методу i складнiсть, висока вартiсть супутника та наземного обладнання.

Ku-дiапазон тАФ дiапазон частот сантиметрових хвиль. Використовуiться в супутниковому телебаченнi. Частоти Ku-дiапазону розмiщенi в межах вiд 10,7 до 12,75 ГГц. Для супутникового телебачення використовуються два основних дiапазона: Ku-дiапазон (10.7 тАФ 12.75ГГц) i C-дiапазон (3.5 тАФ 4.2ГГц). РДвропейськi супутники транслюють переважно в Ku-дiапазонi. Росiйськi та азiатськi супутники зазвичай транслюють в обох дiапазонах.

Ku-дiапазон умовно подiлений на три пiддiапазони:

Перший дiапазон (10.7-11.8ГГц) тАФ FSS-дiапазон;

Другий дiапазон (11.8-12.5ГГц) тАФ DBS-дiапазон;

Третiй дiапазон (12.5-12.75ГГц) тАФ використовуiться французькою фiрмою Telecom.

Супутникове телебачення тАФ система передачi телевiзiйного сигналу вiд передавального центру до споживача через штучний супутник Землi, розташований на геостацiонарнiй навколоземнiй орбiтi над екватором.

Стандартна система для приймання супутникових каналiв складаiться iз супутниковоi антени, кронштейна (крiплення антени до стiни або даху), конвертера, кабелю й ресивера (супутникового приймача).

Мо́лнiя-1 (рос. Молния-1) тАФ серiя штучних супутникiв Землi, запущених в СРСР на високу елiптичну орбiту для зв'язку через космос. Перший супутник запущено 23 квiтня 1965, другий тАФ 14 жовтня 1965, третiй тАФ 25 квiтня 1966, четвертий тАФ 20 жовтня 1966, п'ятий тАФ 25 жовтня 1967. Основна мета запуску тАФ здiйснення передач програм телебачення i далекого двостороннього багатоканального телефонного, фототелеграфного i телеграфного зв'язку.

GPS, Систе́ма глоба́льного позицiонува́ння (англ. Global Positioning System) тАФ сукупнiсть супутникiв, обладнаних радiочастотним приймально-передавальним обладнанням та запущених на замовлення вiйськового вiдомства тАФ Управлiння Оборони США, що використовуються для визначення розташування об'iкта на поверхнi Землi пiд час наведення ракет на цiль та координацii пересування пiдроздiлiв авiацiйного, морського i наземного базування.

Вiйськове вiдомство США дозволило цивiльним користувачам використання системи з меншою точнiстю. Використовуючи GPS-приймач, можна точно визначити його позицiю на поверхнi Землi. На сьогоднi окрiм приймачiв спецiального призначення випускаються прилади, вмонтованi в наручнi годинники, сотовi телефони, ручнi радiостанцii, за допомогою яких можна орiiнтуватись на мiсцевостi. РЗх використовують альпiнiсти, рятiвники, туристи.

Рух GPS супутникiв Землi, наша планета сама обертаiться. Зауважте, що в рiзний час кiлькiсть видимих супутникiв для певноi точки поверхнi рiзне (для прикладу взято 45В° пн.ш.)

Принцип дii

GPS приймач обчислюi власне положення вимiрюючи час, коли було послано сигнал iз GPS супутникiв. Кожен супутник постiйно надсилаi повiдомлення, в якому мiститься iнформацiя про час вiдправки повiдомлення, точку орбiти супутника, з якоi було надiслано повiдомлення (ефемерiс), та загальний стан системи i приблизнi данi орбiт всiх iнших супутникiв угрупування системи GPS(альманах). Цi сигнали розповсюджуються зi швидкiстю свiтла у всесвiтi, та iз трохи меншою швидкiстю через атмосферу. Приймач використовуi час отримання повiдомлення для обчислення вiдстанi до супутника, виходячи з якоi, шляхом застосування геометричних та тригонометричних рiвнянь обчислюiться положення приймача[1]. Отриманi координати перетворюються в бiльш наочну форму, таку як широта та довгота, або положення на картi, та вiдображаiться користувачевi.

Оскiльки для обчислення положення необхiдно знати час з високою точнiстю, необхiдно отримувати iнформацiю iз 4-х або бiльше супутникiв задля усунення необхiдностi в надточному годиннику. РЖншими словами, GPS приймач використовуi чотири параметри для обчислення чотирьох невiдомих: x, y, z та t.

В деяких окремих випадках може бути необхiдною менша кiлькiсть супутникiв. Якщо заздалегiдь вiдома одна змiнна (наприклад, висота над рiвнем моря човна в океанi дорiвнюi 0), приймач може обчислити положення використовуючи данi з трьох супутникiв. Також, на практицi, приймачi використовують рiзну допомiжну iнформацiю для обчислення положення з меншою точнiстю в умовах вiдсутностi чотирьох супутникiв.

Wi-Fi, WiFi (вiд англ. Wireless Fidelity) - торгова марка, що належить Wi-Fi Alliance. Загальновживана назва для стандарту бездротового (радiо) зв'язку передачi даних, який обтАЩiднуi декiлька протоколiв та ТСрунтуiться на сiмействi стандартiв IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronic Engineers - мiжнародна органiзацiя, що займаiться розробкою стандартiв у сферi електронних технологiй). Найбiльш вiдомим та поширеним на сьогоднiшнiй день i протокол IEEE 802.11b, що визначаi функцiонування бездротових мереж.

Наявнiсть Wi-Fi-зон (точок) дозволяi користувачу пiдключитися до точки доступу (наприклад, до офiсноi, домашньоi або публiчноi мережi), а також пiдтримувати з'iднання декiлькох комп'ютерiв мiж собою.

Максимальна дальнiсть передачi сигналу у такiй мережi складаi 100 метрiв, однак на вiдкритiй мiсцевостi вона може досягати до 300-400 м.

Окрiм 802.11b ще iснуi бездротовий стандарт 802.11a, який використовуi частоту 5 Ггц та забезпечуi максимальну швидкiсть 54 Мбiт/сек., а також 802.11g, що працюi на частотi 2,4 Ггц i також забезпечуi 54 Мбiт/сек. Крiм цього, наразi ведеться розробка стандарту 802.11n, який у майбутньому зможе забезпечити швидкостi до 320 Мбiт/сек.

Ядром бездротовоi мережi WiFi i так звана точка доступу (Access Point), яка пiдключаiться до якоiсь наземноi мережевоi iнфраструктури (каналам РЖнтернет-провайдера) та забезпечуi передачу радiосигналу. Зазвичай, точка доступу складаiться iз приймача, передавача, iнтерфейсу для пiдключення до дротовоi мережi та програмного забезпечення для обробки даних. Навколо точки доступу формуiться територiя радiусом 50-100 метрiв (ii називають хот-спотом або зоною WiFi), на якiй можна користуватися бездротовою мережею.

Для того щоб пiдключитися до точки доступу та вiдчути всi переваги бездротовоi мережi, власник ноутбуку або мобiльного пристрою iз WiFi адаптером, необхiдно просто потрапити в радiус ii дii. Усi дii iз визначення пристрою та налаштування мережi бiльшiсть операцiйних систем комптАЩютерiв та мобiльних пристроiв проводять автоматично. Якщо користувач одночасно потрапляi в декiлька WiFi зон, то пiдключення здiйснюiться до точки доступу, що забезпечуi найсильнiший сигнал.

Bluetooth (англ. Bluetooth) тАФ це технологiя бездротового зв'язку, створена у 1998 роцi групою компанiй: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba.

В даний час розробки в областi Bluetooth ведуться групою англ. Bluetooth SIG (англ. Special Interest Group), до якоi входять також Lucent, Microsoft та iншi компанii, чия дiяльнiсть пов'язана з мережними технологiями. Основне призначення Bluetooth - забезпечення економного (з точки зору споживаного струму) i дешевого радiозв'язку мiж рiзноманiтними типами електронних пристроiв, таких як мобiльнi телефони та аксесуари до них, портативнi та настiльнi комп'ютери, принтери та iншi. Причому, велике значення придiляiться компактностi електронних компонентiв, що даi можливiсть застосовувати Bluetooth у малогабаритних пристроях розмiром з наручний годинник.

РЖнтерфейс Bluetooth дозволяi передавати як голос (зi швидкiстю 64 Кбiт/сек), так i данi. Для передачi даних можуть бути використанi асиметричний (721 Кбiт/сек в одному напрямку i 57,6 Кбiт/сек в iншому) та симетричний (432,6 Кбiт/сек в обох напрямках) методи. Працюючи на частотi 2.4 ГГц, прийомопередавач (Bluetooth-чiп) дозволяi встановлювати зв'язок у межах 10 або 100 метрiв. У стандартi Bluetooth передбачене шифрування даних, що передаються з використанням ключа ефективноi довжини вiд 8 до 128 бiт i можливiстю вибору односторонньоi або двосторонньоi аутентифiкацii. Додатково, до шифрування на рiвнi протоколу, може бути використано шифрування на програмному рiвнi.

Назва Bluetooth походить вiд прiзвища середньовiчного короля Данii Гаральда I Синiзубого (норв. Harald Blåtann). Гаральд вмiв посадити за стiл переговорiв ворогуючi партii, домовляючись з кожною партiiю окремо, тому назва Bluetooth стала вiдповiдним iм'ям для технологii, що дозволяi рiзним пристроям спiлкуватися один з одним. Використовуючи першi лiтери iменi короля (руни B та H) у комбiнацii, створено й логотип технологii.

Цифрови́й зв'язо́к тАФ область технiки, пов'язана з передачею цифрових даних на вiдстань.

В да

Вместе с этим смотрят:

GPS-навигация

GPS-прийомник авиационный

IP-телефония и видеосвязь

IP-телефония. Особенности цифровой офисной связи

Unix-подобные системы