Главная | Научная деятельность | Издания | Системы и средства сухопутной подвижной радиосвязи: Учеб. пособие для студентов втузов. Николаев В.И., Гремяченский С.С. / 2004

Научная деятельность

Системы и средства сухопутной подвижной радиосвязи: Учеб. пособие для студентов втузов. Николаев В.И., Гремяченский С.С. / 2004
Системы и средства сухопутной подвижной радиосвязи УДК 621.396.96.93.931
Н-63

Николаев В.И., Гремяченский С.С. Системы и средства сухопутной подвижной радиосвязи: Учеб. пособие для студентов втузов / Под ред. В.И. Борисова. 2-е изд., перераб. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004. 184 с. ISBN 5-900777-11-1

Излагаются вопросы построения и функционирования современных и перспективных систем и средств сухопутной подвижной радиосвязи различных типов с ориентацией на их разработку и эксплуатацию.

Углубленному рассмотрению подвергаются положения двух фундаментальных теорий радиосвязи: теории распространения радиоволн и статистической теории связи и их приложения к практике подвижной радиосвязи.

Издание предназначено для студентов ряда специальностей, в том числе 200800 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» и 220500 «Проектирование и технология электронно-вычислительных средств». Полезно оно и инженерам, занимающимся разработкой и эксплуатацией систем и средств сухопутной подвижной радиосвязи.

Табл. 6. Ил. 91. Библиогр.: 10 назв.

Рецензенты:
кафедра микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета, зав. кафедрой профессор И.Г. Мироненко;
д-р техн. наук, профессор А.П. Трифонов

Предисловие

Настоящее учебное пособие является введением в теорию и практику бурно развивающегося и весьма перспективного вида электросвязи — сухопутной подвижной радиосвязи (СПР). Особенно большой толчок СПР получила в связи с распространением сотовой связи, которая за 30 лет своего существования охватила весь мир, а число абонентов превзошло 1 миллиард. Таким образом, нынешние студенты в будущем обязательно столкнутся с системами СПР — либо по своей специальности как разработчики или операторы этих систем, либо как пользователи. Данное учебное пособие, предыдущее издание которого было первым в отечественной литературе такого рода, предназначается студентам радиотехнических специальностей, которые готовятся стать соответствующими специалистами. Оно будет полезным им и в дальнейшей работе.

За время, прошедшее после первого издания пособия, подтвердилось сделанное в нем заключение о большой перспективности рассматриваемой отрасли электросвязи и расширяющейся потребности населения в ее услугах. Резко возросла и конкуренция как между разработчиками различных систем, так и между их поставщиками и операторами. В то же время появившиеся описания различных систем и их прикладных свойств делались в основном в рекламных целях, носили частный характер и страдали искусственной ограниченностью. Забывались общеполагающие критерии оценки эффективности систем. Практически не обращалось внимание на учет возможных различий в условиях эксплуатации систем. В результате как специалистам, так и потребителям стало трудно ориентироваться в этом хаотическом множестве предлагаемых и разрабатываемых систем СПР и их разновидностей. В связи с этим, в основном, и потребовалось второе издание данного пособия. В него дополнительно включены разделы, в которых даются теоретические и практические основы расчета емкости различных систем как основного показателя их эффективности и приводятся более углубленные сведения о построении и функционировании наиболее перспективных систем. Исправлены обнаруженные недочеты и осуществлена новая редакция.

Следует отметить, что наша педагогическая практика, связанная с попыткой изложить в одном учебном курсе наиболее существенные вопросы, относящиеся к системам и средствам СПР, натолкнулась на две органичных трудности. Первая из них заключается в том, что рассматриваемый предмет основывается на результатах многих отраслей науки и техники, требующих своего освещения. Среди них: теория телетрафика, теория массового обслуживания, теория радиотехнических цепей, теория распространения радиоволн, статистическая теория связи, вопросы кодирования и др. При этом уровень требуемого углубления в каждую из этих дисциплин должен доступным студентам старших курсов вузов. Отсюда вытекает другая трудность, которая состоит в необходимости объединения выводов всех научных предпосылок в едином курсе, излагающем основы построения и эксплуатации систем и средств СПР. Насколько авторам удалось справиться с отмеченными трудностями — судить читателям.

В данном курсе с несколько повышенной углубленностью излагаются основы двух теорий — теории распространения радиоволн и статистической теории радиосвязи. Это обусловлено их основополагающей ролью в практике разработки и эксплуатации новейших систем СПР. Важно отметить, что изложение этих двух тем отличается от соответствующих специальных курсов своими конкретными приложениями и важными примерами.

Авторы выражают свою глубокую признательность члену-корреспонденту РАН, профессору В.И Борисову, осуществившему общую редакцию настоящего пособия, рецензенту — заведующему кафедрой ВГУ профессору А.П. Трифонову и заведующему кафедрой ВГТУ профессору Ю.С. Балашову за ценные замечания и рекомендации, высказанные при подготовке данного издания.

Авторы будут благодарны читателям за их замечания, которые будут учтены в дальнейшей работе над данным курсом.

Замечания следует направлять по адресу: 394018, г. Воронеж, ул. Плехановская, 14, ФГУП ВНИИС, редакция журнала «Теория и техника радиосвязи».

Содержание

Предисловие 3
Цели и задачи дисциплины 5
Используемые русские сокращения 6
Используемые английские сокращения 6
Введение. Роль и место СПР в современном обществе 9

Глава 1.
Классификация систем СПР

16
1.1. Системы СПР общего пользования 17
1.2. Системы СПР специализированного пользования 21

Глава 2.
Принципы построения и функционирования систем СПР

24
2.1. Показатели качества систем СПР 24
2.2. Некоторые положения теории телетрафика 25
2.3. Сети систем СПР с радиальной структурой 30
2.4. Сети СПР с сотовой структурой 33
2.5. Цифровые системы связи 41

Глава 3.
Методы передачи речи в цифровых системах связи

45

Глава 4.
Методы множественного доступа

55
4.1. Множественный доступ с частотным разделением каналов 56
4.2. Множественный доступ с временным разделением каналов 57
4.3. Множественный доступ с кодовым разделением каналов 58
4.4. Сравнительная оценка емкости различных систем 66
4.5. Сравнение характеристик систем с TDMA и CDMA 75

Глава 5.
Развитие технологии и рынка систем СПР

78
5.1. Развитие технического обеспечения систем СПР по поколениям 78
5.2. Три поколения развития систем СПР 80
5.3. Развитие радиотелефонизации в мире 86

Глава 6.
Современные системы СПР

91
6.1. Современные системы СПР общего пользования 91
6.1.1. Сотовые радиотелефонные системы 91
6.1.2. Системы персонального радиовызова 98
6.1.3. Системы беспроводных телефонов. Единый общеевропейский стандарт DECT 100
6.2. Современные системы СПР специализированного пользования 103

Глава 7.
Особенности распространения радиоволн в радиолиниях наземной связи

107
7.1. Уравнение Максвелла. Поле диполя в свободном пространстве 107
7.2. Поле источника, расположенного на Земле (задача Зоммерфельда). Формула Шулейкина-Ван-дер-Поля 113
7.3. Поле источника, поднятого над землей. Интерференционные формулы. Квадратичная формула Введенского 122
7.4. Критерий Рэлея гладкой поверхности. Основные методы расчета поля на пересеченной местности 127
7.5. Особенности распространения радиоволн на трассах при подвижной связи. Разнесенный прием 135
7.6. Особенности распространения коротких радиоимпульсов при подвижной связи 145

Глава 8.
Системы СПР с позицией статистической теории связи

149
8.1. Прием радиосигналов в системах СПР — статистическая задача 149
8.2. Некоторые положения теории вероятностей в приложении к системам СПР 150
8.2.1. Случайные события и случайные величины 151
8.2.2. Случайные процессы 154
8.2.3. Основные законы распределения случайных величин в приложении к системам СПР 159
8.3. Статистический подход к задаче оптимального радиоприема 165
8.4. Оптимальный приемник 172
8.5. Классификация радиопомех в системах СПР 177
Приложение 181
Список литературы 184