Analogne telekomunikacije

Embed Size (px)

Text of Analogne telekomunikacije

Osnovi analognihtelekomunikacijaPredava: Doc. dr Zoran VeljoviSaradnici: Mr Enis Koan, Mr Maja IliSadraj Uvod. Priroda poruka i signala. Analiza periodinihsignala Analiza aperiodinih signala. Sluajni signali. Uloga i znaaj harmonijske analize signala. Prenos signala kroz linearne sisteme. Izoblienja signala Uticaj propusnog opsega sistema na oblik primljenog signala.I KOLOKVIJUM (15 poena) Modulacije. Amplitudska modulacija. AM-KAM modulacija. AM-2BO modulacija. AM-1BO modulacija. Demodulacija AM signala. Ugaona modulacija. Spektar UM signala. FM modulatori. Demodulacija FM signalaII KOLOKVIJUM (15 poena)Sadraj (nastavak) Sluajan um. Karakteristike uskopojasnog uma. Uticaj uma na prenos amplitudski modulisanih signala Uticaj uma na prenos ugaono modulisanih signalaLABORATORIJA (12 poena)AKTIVNOST (8 poena)ZAVRNI ISPIT (50 poena)UVODISTORIJSKI RAZVOJ TELEKOMUNIKACIJATelekomunikacije predstavljaju naunu oblast koja sebaviprenosominformacija.Poruke koje treba prenijeti sa jednog mjesta (njihovog izvora)doudaljenetake (mjesta prijema)mogu da budu urazliitimformama:pisani tekst, govor, muzika, nepokretna i pokretna slika, podaci,... Potreba za komuniciranjem meuljudima stara je koliko isvijet,pasuljudi koristilirazne naine kakobiostvarilikomunikaciju:glasnici,golubovipismonoe,paljenje vatre idimnisignali,heliograf uGrkoj,sistemimegafonskog prenosa u Egiptu... Prvoozbiljno rjeenje predstavlja organizovan sistemoptiketelegrafije, kogaje pronaao C. Chappe (1763-1805)uFrancuskoj.Navisokom stububila je privrena preka koja je mogla da seokreeoko svog centra,ananjenim krajevima,dvijepokretneruke davale su mogunost da serazliitim poloajima preke iruke obiljei 196razliitih znakova koji su predstavljalislova, brojke i znakove interpunkcije.Prva vijest ovimsistemomje poslata uavgustu 1794.odLiladoPariza. Ukupno,uFrancuskoj je postojalo oko 500relejnih stanica aduina vezacijelog sistema iznosila je oko 5 000 km.Optiki telegraf Dvadeset etvrti maj 1844.god. moe sesmatrati danom poetkaelektronskih komunikacija.Togdana Morseje ostvario prvi telegrafskiprenos izmeuVaingtona iBaltimora.Ve 1851.godine 50preduzeau SAD eksploatisalo je Morseov patent. Iste godine poloen je prvi podmorskitelegrafski kabl izmeuFrancuske iEngleske,a1866. god. jepoloen prvitransatlantski kabl izmeu Nove Zemlje i Irske. Morzeov telegraf Savreniji vid prenosa poruka predstavlja telefonijaijimsezaetnikom smatra GrahamBell(1876.god.).Zvunaenergijagovorasepretvarau elektrinisignalkojiseprenosidodrugogaparataukomesevrikonverzija elektrine energije u zvuni signal. Godine 1892. postavljena je prva automatska telefonska centrala.Modeli prvih telefona Neophodnost da semjesto predaje poruke imjesto njenog prijema poveufizikom linijom vezepredstavljala je konicu u stvaranju globalnog sistemaveza.Krajem 19.vijeka dolazi dogenijalnih otkriauoblastielektromagnetike.Radovi I.Henryja (1797.-1878.),J.C. Maxwella (1831.-1879.)iH.Hertza (1857.-1894.)predstavljaju naunu osnovu na kojoj suizgraeneradio-komunikacije.Ruskifiziar A.S.Popov (1859.-1906.)je1896.izveo demonstraciju radio-veze aljuitelegramsadrine "Heinrich Hertz" napisan Morseovom azbukom, i G. Marconi koji je prvi prijavio patent zabeinutelegrafiju 1897.godine,ostvarivi takvu vezu na rastojanju od1000metara.Tako su poeli prvi koraci uradio-komunikacijama. 1904. godine je ostvarena prva radio-telegrafska veza na trasi Volujica (Bar)-Italija. Sedmog januara 1927.godine ostvarena je prva radio-veza ujavnomtelefonskom saobraaju izmeu Njujorka iLondona.Od tada seradio-komunikacije kao sluba javljaju u dva vida:1. profesionalnog karaktera: povezuju se dva korespondenta.2.tzv. "masovne komunikacije- radio-difuzija:sa jednog mjesta poruka se prenosi velikombroju korisnika.Radio-difuzija danas predstavlja jedno odnajznaajnijih sredstava u informisanju javnosti. Daljimrazvojemnaukeitehnikejavljasepotrebazaprenosomporukane samo u vidu pisane rijei igovora ve iuobliku slika,pokretnihslika,a kasnije, razvojem raunara, i prenos podataka izmeu njih. 1927.god.jeostvaren prviprenostelevizijskogsignala izmeuNjujorka i Vaingtona. 1956.godine postavljenprvi telefonski podmorski kabl izmeuAmerike i Engleske kojim se moglo prenijeti istovremeno 36 govornih signala. U avgustu 1960. bio je lansiran prvi telekomunikacioni, pasivni satelit "Echo 1", a oktobra iste godine prvi aktivni satelit "CourierIB. 1965. god. ostvarenje prvi eksperimentalni televizijski prenos slike uboji prekosatelita, aneto kasnijeiste godine ukomercijalne svrhe mogaojedaseostvariprenos 240 telefonskih razgovora ili dva TV programa preko satelita.Lansiranjem telekomunikacionih satelita otvara senovaerauoblastitelekomunikacija. Prvi pasivni satelit Echo 1Satelit sa koga je ostvaren prvi eksperimentalni prenos TV slike u boji Drugapolovina20.vijekadonosiintenzivanrazvojmobilnihradiokomunikacija ioptikihkomunikacija.Prvipokuajinatompoljusubili radiofoni(voki-toki),zatimdispeerskisistemi,radio-pejdingsistemi, mobilniradio-telefonskisistemikojiobezbjeujusvetoifiksnitelefonski sistemi. Osnovnitrenddananjihtelekomunikacijajeostvarivanjekomunikacijebilo gdje, bilo kad sa bilo kim, nezavisno od terminala koji posjedujemo. MODEL KOMUNIKACIONOG SISTEMA (MREE)Svaka telekomunikaciona mrea moe generalno da se predstavi razliitim modelima. Jedan od uobiajenih modela za predstavljanje telekomunikacionih sistema je Shannon-ov model prikazan na slici.IZVORPORUKEPREDAJNIK PRIJEMNIK KORISNIKUMoriginalnaporuka el. signalel. signalporukaKANALLINIJAVEZE1. Izvor poruke - bilo kakav objekat, operator, ... koji generie poruke (zvuk, slika, podaci) koje treba prenijeti korisniku2. Predajnik- diotelekomunikacionogsistemaukomesevrikonverzija poruke u njen elektrini ekvivalent koji se naziva elektrini signal3. Linijaveze(prenosniput,transmisionimedijum)- sredinakrozkojuse signal prenosi od predajnika do prijemnika 4. um- smetnjesluajnogkarakterakojesemogusuperponiratisa signalom du linije veze, i na taj nain uticati na oblik signala koji dolazi do prijemnika5. Prijemnik-ureajkojiobavljaoperacijuinverznupredajniku: transformie primljeni signal u poruku6. Korisnik - osoba, maina ili objekat kome je poruka namijenjenaNakon Shannon-a, koji je dao opti model telekomunikacionih sistema, predloeni su i drugi, neto detaljniji modeli.1. Koderizvora sastavnidiopredajnikakojitrebadapretvoriporukuu odgovarajui kod (niz simbola iz konanog skupa razliitih simbola)2. Kanalni koder pretvara koderom izvora kodirnu poruku u signal3. Kanalni dekoder primljeni signal pretvara u kodiranu poruku4. Dekoderizvora poruku predstavljenuodgovarajuimkodomprevodiu odgovarajui oblik pogodan za korisnikaCilj je da se projektuje sistem tako da primljena poruka odgovara poslatoj sa maksimalnom vjerodostojnou.PRIRODA PORUKA I KARAKTERISTIKE PRENOENIH SIGNALAOsnovni zadatak telekomunikacionogsistema je da seporuka uvidu signalaprenese na udaljeno mjesto, a da pri tome primljeni signal to je mogue vieodgovara poslatomsignalu.Stogajeneophodnodetaljnoprouitiianaliziratisve osobine signala kojima se prenose poruke izmedju korisnika. PRIRODA PORUKA- Sve poruke koje alje neki izvor poruka moemo svrstati u dvije grupe:A1A2AntAs1.diskretne poruke onekoje se pojavljujukao nizovi odvojenihelemenata koji imaju konaan brojrazliitih vrijednosti.Tielementinazivaju sesimbolima ipripadajujednom konanom skupu zvanomalfabet.Primjer ovakvih poruka su poruke koje seprenose utelegrafiji i raunarskim komunikacijama. Slika: Signal koji odgovara diskretnoj poruci.2. kontinualne poruke - javljaju se kao neke funkcije vremena koje imaju svemogue vrijednosti koje se nalaze izmeu nekih odreenih granica. Takve su,npr. poruke koje se prenose u telefoniji. tA1A2Slika: Signal koji odgovara kontinualnoj poruciU zavisnosti od tipa poruke imamo i dvije vrste signala: 1. analogne 2. digitalnea time i dvije vrste sistema za prenos:1. analogni telekomunikacioni sistemi2. digitalni telekomunikacioni sistemi PRIRODA SIGNALAPored navedene klasifikacije signala uslovljene tipom poruke, postoje i: 1.deterministiki signali - proizvoljni signali koji semogu potpunoopisati nekim analitikim izrazom. Slika: Primjer deterministikog signala Potosuupotpunostiodreeniiopisaniusvakomtrenutku,deterministiki signali ne nose nikakvu informaciju. Stoga je jasno da se telekomunikacionimsistemima prenose sluajni signali. Deterministiki signali se koriste kao pomoni signali, neophodni u postupku obrade signala. 2.sluajnisignali nijemoguedefinisatianlitikiizrazkojimseopisuje.Takav signalmoemodapredstavimo nekom vremenskom funkcijom,ali vrijednosti te funkcije su poznate u prolosti, a nepoznate u budunosti.ANALIZA DETERMINISTIKIH SIGNALADeterministiki signali se mogu podijeliti u dvije grupe:1. Periodini 2. AperiodiniU ispitivanju osobina deterministikih signala koristi se harmonijska analiza.Harmonijska analiza imazaciljdaprikaesignaludomenuuestanosti,a zasniva sena teorijiFourierovih redova iFourierove transformacije.Zaperiodinesignaleseprimjenjuje analiza pomouFourierovih redova,azaaperiodine Fourierova transformacija. HARMONIJSKA ANALIZA PERIODINIH SIGNALAPeriodian je svako signal koji zadovoljava uslov:f(t)=f(t+T)T je perioda signala f(t).Slika: Primjeri periodinih funkcijaDabiseperiodinafunkcijarazvilauFourier-ovredmorabitizadovoljen Dirichletov uslov: () 1 sistem unosi pojaanje, a za A