無線通信チャネル。回線と通信チャネルの概念

20.09.2023

通信チャネルは、送信元から受信者に (またはその逆に) メッセージ (データだけではありません) を送信するための技術的手段および信号伝播媒体のシステムです。狭い意味で理解される通信チャネルは、信号伝播の物理媒体 (物理通信回線など) のみを表します。

メッセージの発信元 (話者) から、メッセージ (音声) は送信デバイス (マイク) の入力に到着します。送信デバイスはメッセージを信号に変換し、通信チャネルの入力に到着します。通信チャネルの出力において、受信装置 (テレフォンカプセル) は受信信号に基づいて送信メッセージを再生し、後者はメッセージ受信者 (聞いている人) によって認識されます。送信機、通信チャネル、および受信機は、情報伝送システムまたは通信システムを形成します。

通信システムは、目的に応じて、テレシグナリング、テレメータリング、テレコントロール（テレコマンド）、電信、電話、音声放送、ファックス、テレビ放送などのチャネルを区別します。

通信チャネルには、ストレージ要件を満たし、状況が発生するとすぐにメッセージを中継できるチャネルなど、さまざまな形式があります。

通信チャネルの例は次のとおりです。

· チェーンの開始ノードと終了ノード間の接続
· メッセージを配置および受信できるバッファ
· マルチペアケーブルなどの物理的分離、または周波数分割多重や時分割多重などの電気的分離によって、伝送媒体によって提供される専用チャネル
電気信号または電磁信号が伝わる経路は、通常、他の平行経路とは異なります。
· ステーションまたはオーディオデバイスの読み取りまたは書き込みを可能にする、トラックまたはトラックのグループなどの記録媒体の一部
· 通信システムにおいて、データソースとデータシンクを接続する部分
· 特定の無線周波数、周波数のペア、または範囲。通常は文字、数字、またはコードワードで指定され、多くの場合国際協定によって割り当てられます。
· 参加者が相互に通信できるインターネットリレーチャット (IRC) ネットワーク上のスペース

これらすべての通信チャネルは、信号によってチャネルを介して伝送される情報を伝送するという特性を共有しています。

通信チャネルの例は、特定の無線周波数、周波数のペア、または周波数の範囲であり、通常は文字、数字、またはコードワードで指定され、国際協定によって指定されることもよくあります。海洋 VHF 無線は、双方向周波数変調音声通信に VHF 帯域の約 88 チャネルを使用します。たとえば、チャネル 16 は 156.800 MHz の周波数を意味します。

テレビのチャンネルは、定義される物理量がメガヘルツ (MHz) である周波数に配置されています。各チャネルの幅は 6 MHz です。これらの物理チャンネルとは別に、テレビには仮想チャンネルもあります。 Wi-Fi (ワイヤレスネットワーク) は、2412 MHz ～ 2484 MHz の範囲で 5 MHz 刻みのライセンス不要のチャネル 1 ～ 13 で構成される通信チャネルです。

通信回線と通信チャネルは同じものではありません。

通信回線(LS) - これは 物理的環境、情報信号が送信されます。複数の通信チャネルは、時間、周波数コード、その他の種類の分割によって 1 つの通信回線に編成できます。その場合、それらは論理 (仮想) チャネルと呼ばれます。チャネルが通信回線を完全に独占している場合、それは物理チャネルと呼ぶことができ、この場合は通信回線と一致します。たとえば、アナログまたはデジタル通信チャネルについて話すことは可能ですが、回線はさまざまな種類の通信チャネルが形成できる物理媒体にすぎないため、アナログまたはデジタル通信回線について話すのは不合理です。ただし、物理的なマルチチャネル回線について話す場合でも、通信チャネルと呼ばれることがよくあります。 L S は、あらゆる情報伝送システムにおいて必須のリンクです。

米。 15. 2. 通信チャネルの分類

通信チャネル（CC）の分類を図に示します。 15. 2. 薬物とそれに基づくCSの物理的性質に従って、それらは次のように分類されます。

機械式 - 材料記憶媒体の転送に使用されます

音響 - 音声信号を送信します。

光 - 光信号を送信します。

電気 - 電気信号を送信します。

電気的および光学的 CS は次のとおりです。

有線、有線通信回線（電線、ケーブル、ライトガイドなど）を使用して信号を送信します。

ワイヤレス (無線チャネル、赤外線チャネルなど)、空中を伝播する電磁波を使用して信号を送信します。

送信される情報の表示形式に応じて、CS は次のように分類されます。

アナログ- アナログチャネルは、連続的な形式、つまり任意の物理量の連続した一連の値の形式で提示される情報を送信します。

デジタル- 情報はデジタルチャネルを介して送信され、何らかの物理的性質のデジタル (離散、パルス) 信号の形式で表示されます。

考えられる情報転送の方向に応じて、次のようなものがあります。

シンプレックス一方向のみに情報を送信できる CS。

半二重 CS。順方向と逆方向に交互に情報を送信します。

デュプレックス CS。順方向と逆方向の両方で同時に情報を送信できます。

最後に、通信チャネルは次のとおりです。

切り替えた。

切り替え不可。

切り替え済みチャネルは、それを介して情報が送信されている間のみ、別個のセクション (セグメント) から作成されます。送信が完了すると、そのようなチャネルは削除されます（切断されます）。

非切り替え(専用) チャネルは長期間にわたって作成され、長さ、スループット、ノイズ耐性の点で一定の特性を持っています。

容量によって次のように分類できます。

低速 CS、情報伝送速度は 50 ～ 200 bit/s。これらは、交換（加入者電信）および非交換の両方の電信 CS です。

中速 CS、たとえばアナログ (電話) CS。それらの伝送速度は 300 ～ 9600 bps であり、新しい規格では V 90-V です。 92 国際電信電話諮問委員会 (ICITT)、最大 56,000 bps

高速(ブロードバンド) 56,000 bps 以上の情報伝送速度を提供する CS。

電話 CS は電信 CS よりも狭いですが、モデムの必須の存在により、送信信号からの F が大幅に減少するため、電話 CS を介したデータ伝送速度は高速であることに特に注意してください。単純なエンコードでは、アナログチャネル上で達成可能な最大データ転送速度は 9600 ボー = 9600 ビット/秒を超えません。現在使用されている送信データをエンコードするための複雑なプロトコルでは、2 つではなく、いくつかの信号パラメータ値を使用してデータ要素を表示し、アナログ電話回線を介したデータ送信速度を 56 kbit/s = 9600 ボーで実現できます。

電話回線をベースに構成されたデジタル CS の場合、デジタル化された信号の F の減少と H の増加により、データ伝送速度も高速化できます (最大 64 kbit/s)。このような複合 CS では、複数のデジタルチャネルが 1 つに統合され、伝送速度が 2 倍、3 倍などになります。 1 秒あたり数十メガビット、数百メガビットの速度を持つ同様のチャネルがあります。

物理的環境低速および中速 CS での情報伝送は通常、有線通信回線、つまり平行またはツイスト (「ツイストペア」) ワイヤのグループです。

ブロードバンド CS を構成するには、特に次のようなさまざまなケーブルが使用されます。

銅線のツイストペアによるシールドなし (シールドなしツイストペア - UTP)。

銅線のツイストペアでシールドされています (シールド付きツイストペア - STP)。

光ファイバー (光ファイバーケーブル - FOC);

同軸 (同軸ケーブル - CC);

無線ラジオチャンネル。

ツイストペア- これらは絶縁導体であり、導体間のクロストークを低減するためにペアで撚り合わされています。このようなケーブルは通常、少数のツイストペア (場合によっては 2 本) で構成され、平行ペアのワイヤに比べて高周波での送信時の信号の減衰が少なく、電磁干渉に対する感度が低いという特徴があります。

UTPケーブルデータ伝送システム、特にコンピュータネットワークで最もよく使用されます。 UTP ツイストペアには 5 つのカテゴリがあります。1 番目と 2 番目のカテゴリは低速データ送信に使用されます。 3 番目、4 番目、および 5 番目 - それぞれ最大 16、25、および 155 Mbit/s の伝送速度です (1999 年に導入されたツイストペアのギガビットイーサネットテクノロジ標準を使用した場合、最大 1000 Mbit/s)。優れた技術的特性を備えたこれらのケーブルは比較的安価で、使いやすく、接地も必要ありません。

STPケーブル優れた技術的特性を備えていますが、コストが高く、剛性が高く、操作が不便で、スクリーンの接地が必要です。タイプ 1、タイプ 2、タイプ 3、タイプ 5、タイプ 9 に分類されます。このうち、タイプ 3 はシールドなしの電話ケーブルの特性を決定し、タイプ 5 は光ファイバーケーブルの特性を決定します。最も一般的なケーブルはタイプ 1 IBM 標準で、接地されることを想定した導電性編組でシールドされた 2 対のより線で構成されます。その特性は、カテゴリ 5 UTP ケーブルの特性にほぼ対応しています。

同軸ケーブルこれは、誘電体でコーティングされた銅導体であり、シールド保護シースを備えた細い銅導体の回転体で囲まれています。電気通信用の同軸ケーブルは、次の 2 つのグループに分類されます。

太い同軸。

細い同軸。

厚い同軸ケーブルの外径は 12.5 mm、導体はかなり太い (2.17 mm) ため、良好な電気的および機械的特性が得られます。太い同軸ケーブルを介したデータ転送速度は非常に高速 (最大 50 Mbit/s) ですが、使用上の不便さと多額のコストを考慮すると、データネットワークでの使用を常に推奨できるわけではありません。薄い同軸ケーブルの外径は 5 ～ 6 mm で、安価で使いやすいですが、導体が薄い (0.9 mm) ため、電気的特性 (短距離で信号を許容可能な減衰で伝送する) と機械的特性が悪化します。。「薄型」同軸での推奨データ転送速度は 10 Mbit/s を超えません。

基礎 光ファイバーケーブル「内部サブケーブル」を構成します。直径 5 (シングルモード) ～ 100 (マルチモード) ミクロンのガラスまたはプラスチックファイバーで、固体フィラーで囲まれ、直径 125 ～ 250 ミクロンの保護シースに収められています。 1 本のケーブルには、これらの「内部サブケーブル」が 1 ～数百本含まれる場合があります。次に、ケーブルはフィラーで囲まれ、より厚い保護シースで覆われ、その内側に 1 つまたは複数のパワー要素が配置され、ケーブルの機械的強度が確保されます。

光信号は、シングルモードファイバ (直径は 5 ～ 15 ミクロン) に沿って伝播し、ファイバの壁でほとんど反射されずに (ファイバの壁に平行にファイバに入ります)、非常に広い帯域幅 (最大1 キロメートルあたり数百ギガヘルツ）。多くの信号がマルチモードファイバー (直径は 40 ～ 100 ミクロン) に沿って伝播し、それぞれが独自の角度 (独自のモード) でファイバーに入り、それに応じてファイバーの壁のさまざまな場所 (帯域幅) で反射されます。マルチモードファイバーは 500 ～ 800 MHz/km)。

光ファイバーケーブルを通じて伝播される光ビームの光源は、電気信号を光信号に変換するコンバーター、たとえば LED や半導体レーザーです。情報は光線の強度を変化させることによってエンコードされます。ファイバーに沿って光ビームを伝送するための物理的基礎は、ファイバーの壁からのビームの内部全反射の原理であり、これにより、最小限の信号減衰、外部電磁場からの最大限の保護、および高い伝送速度が保証されます。多数のファイバーを備えた光ファイバーケーブルは、膨大な数のメッセージを伝送できます。ケーブルの他端では、受信デバイスが光信号を電気信号に変換します。光ファイバーケーブルによるデータ伝送速度は非常に速く、1000 Mbit/s に達しますが、非常に高価であり、通常は重要なバックボーン通信チャネルの敷設にのみ使用されます。このようなケーブルは世界のほとんどの国の首都と主要都市を結び、大西洋の底に沿って敷設されたケーブルはヨーロッパとアメリカを結びます。光ファイバーケーブルはサンクトペテルブルクとモスクワ、バルト三国、スカンジナビア諸国を結び、さらに地下鉄トンネル内に敷設され市内のすべての地区を結びます。コンピュータネットワークでは、光ファイバケーブルが最も重要な領域、特にインターネットで使用されます。光ファイバーチャネルの可能性はまさに無限です。1 本の太い基幹光ファイバーケーブルで、数十万の電話チャネル、数千のテレビ電話チャネル、約 1,000 のテレビチャネルを同時に編成できます。

ラジオチャンネル空中に敷設された無線通信チャネルです。無線チャネル上のデータ伝送システム (DTS) には、データ伝送に使用される電磁スペクトルの周波数帯域によって決定される、同じ電波範囲に同調された無線送信機と無線受信機が含まれます。多くの場合、この SPD は単に無線チャネルと呼ばれます。無線チャネル上のデータ送信速度は事実上無制限です (送信および受信機器の帯域幅によって制限されます)。高速無線アクセスにより、ユーザーは 2 Mbit/s 以上の伝送速度のチャネルを利用できるようになり、近い将来、20 ～ 50 Mbit/s の速度の無線チャネルが使用されることが予想されます。対応する周波数帯域。

表15.1。電波帯域

商用電気通信システムでは、902 ～ 928 MHz および 2.4 ～ 2.48 GHz の周波数範囲が最もよく使用されます (米国などの一部の国では、低レベルの放射電力 (最大 1 W) でこれらの範囲の使用が許可されています)州のライセンスなし）。

無線通信チャネルはノイズ耐性が低いですが、ユーザーに最大限のモビリティと通信効率を提供します。コンピュータネットワークでは、従来のケーブルテクノロジの使用が困難またはまったく不可能な場合に、データ送信用の無線通信チャネルが最もよく使用されます。しかし、近い将来、状況は変わる可能性があります。新しい Bluetooth ワイヤレス技術が積極的に開発されています。

ブルートゥースは、短距離の無線チャネルを介してデータを送信するためのテクノロジーであり、見通し線要件が違反されている場合でも、無線電話、コンピュータ、およびさまざまな周辺機器間の通信を可能にします。

一般的に使用されており、すでによく知られているのは、赤外線通信チャネルを使用した電子機器間の接続です。ただし、これらの接続には見通し線が必要です。たとえば、テレビとテレビの間に新聞紙が 1 枚以上ある場合、テレビのリモコンは使用できません。

最初は ブルートゥースは、さまざまなポータブルデバイス間の赤外線接続の使用に代わるものとしてのみ考慮されていました。しかし現在、専門家は Bluetooth の普及には 2 つの方向があると予測しています。 1 つ目の方向は、さまざまな電子機器、特にコンピューターやテレビなどを含むホームネットワークです。2 つ目のより重要な方向は、中小企業のオフィスのローカルエリアネットワークであり、Bluetooth 標準が従来の有線テクノロジに取って代わることができます。

Bluetooth の欠点は、データ転送速度が比較的低いことです。データ転送速度は 720 kbps を超えないため、このテクノロジーではビデオ信号を送信できません。

電話回線最も広範で広く使用されています。電話通信回線は音声 (トーン) メッセージとファックスメッセージを送信し、情報システム、参照システム、電子メールシステム、およびコンピュータネットワークの構築の基礎となります。

アナログ情報伝送チャネルとデジタル情報伝送チャネルはどちらも、電話回線を介して編成できます。この問題は関連性が高いため、もう少し詳しく考えてみましょう。

英語の略語 POTS (Primitive Old Telephone System) である「原始的な古い電話システム」は、バックボーン通信システムとそれに接続する加入者アクセスネットワークの 2 つの部分で構成されています。加入者がバックボーンシステムにアクセスするための最も簡単なオプションは、加入者アナログ通信チャネルを使用することです。ほとんどの電話機は、この方法ですでにトランクシステムの要素である自動電話交換機 (PBX) に接続されています。

電話のマイクは音の振動をアナログ電気信号に変換し、加入者線を介して電話交換局に送信されます。人間の音声の送信に必要な帯域幅は、300 Hz ～ 3.3 kHz の範囲の約 3 kHz です。受話器を取ると、「オフフック」信号が生成されて電話交換局に通話が通知され、電話交換局が話中でない場合は、希望の電話番号がダイヤルされ、その電話番号が電話交換局に送信されます。パルスのシーケンスの形式 (パルスダイヤルの場合)、またはオーディオ周波数信号の組み合わせの形式 (トーンダイヤルの場合)。通話は、受話器を置いたときに生成される「オンフック」信号で終了します。このタイプの通話手順は、通話信号が音声伝送と同じチャネルを介して送信されるため、「インバンド」と呼ばれます。

コミュニケーションチャネルの特性は難しい。ある役人の情報入手能力はどこにあるのでしょうか？ビジネスマンは人脈を巧みに操ることで、利益を得て商品を購入します。口コミ (フォーク) ラジオは悪いニュース、多くの場合ゴシップをすぐに広めます。ヴィソツキーもまた、差し迫った禁止に関する噂に騙されました... 霊能者は彼らのチャンネルを使用して癒し、興味深い情報を大衆にもたらします。時々彼らは恥知らずに嘘をつきます。今日、脳はコンピューターを制御しており、日本人は心を読むことを学んでいます。新しいチャネルをどこに置くべきでしょうか?

動作原理

情報データは環境を超えて場所間を移動します。この軌跡は通常、通信チャネルと呼ばれます。最新のテクノロジーでは、次の方法を考慮した最新タイプの分類が使用されています。

有線 (ツイストペア、ケーブル、光ファイバー、銅線)。
ワイヤレス (衛星、ラジオ、熱放射、光)。

導電性媒体に使用される材料は、価格と抵抗の組み合わせが最適であるため、主に銅が使用されました。ガラスとポリマーは、それに代わる価値があると約束されています。この事実は 80 年代半ば (20 世紀) に専門家によって指摘されていました。コンピューターサイエンスでは、チャネルの概念は、ストレージデバイス、レコーダー、ドライブ、フィルムなどを含む、より広範囲のものとみなされます。

変調

当初、信号の形式は可能な限り単純で、多くの場合離散的でした (モールス信号、シリング信号、視覚的手旗信号)。研究者たちは、基本的な技術の非効率性にすぐに気づきました。ポポフ氏は、搬送波の振幅変調を使用することをすでに推測していました。エドウィン・アームストロング（30代）が生み出した周波数。ゼネラル・エレクトリックのエンジニアは、稲妻が光る状況下での放送受信の優れた安定性を説得力を持って実証しました。

デジタル時代

第二次世界大戦は、疑似ノイズコーディングや周波数シフトキーイングなど、より洗練されたオプションを世界にもたらしました。講じられた措置により、信号のスペクトル密度を大幅に低減することができました。通信の検出は非常に困難になり、解読はほとんど不可能になっています。戦争時代の成果は、その後数十年にわたって発展しました。現在、デジタルテクノロジーが主流となっており、気まぐれな歴史の明日の歩みを予測することは困難です。

ネットワーク

現代の主要なチャネルは、ネットワークセグメント、つまり、コンピュータ、電話、モデムなど、活発に相互作用する電子オブジェクトを接続する回線に直接関係しています。以前は、ARPANET は情報交換を担当する人によって作成されていました。ネットワーク技術の急速な成長により、インターネットや携帯電話事業者のサービスといった世界的な形態を作り出すことが可能になりました。国際的な交流により、プロトコルの完全な標準化が可能になりました。特に、当初 (RFC 733) インターネットは、TCP/IP スタックを使用するネットワークとして定義されました。現在、この概念はさらに広範囲になり、HTTP サーバーソフトウェアを実行する相互接続されたホストからなる惑星システムを意味します。

パソコン

パソコンバスは別路線です。マルチコアプロセッサの誕生の時代には、PCI、ISA など、今では馴染みのない略語が登場しました。 Fidonet は S-100 拡張カードのおかげで誕生しました。歴史的背景を忘れるのは間違いです。その一例は、以前は電話回線の使用の経済的実現可能性を正当化していた自社の開発者によって放棄されたフィドネットの崩壊です。作成者は去りました-システムは崩壊し、テクノロジーの関連性、インターネットの競合する方法によって膨らんだ需要の増加への準拠という形でのサポートを奪われました。ユーザーの技術レベルは不十分であり、滅びゆく概念の苦しみを長引かせるには無力でした。

情報サポートの欠如

西洋の電気通信設備は、経済的に実現可能な一連のタイプの情報伝送を形成しています。英語の Web ドメインによって表現される用語に相当する国内用語はありません。電気通信技術とパラメータに関しては、外国の証明書を取得する必要があります。情報サポートの欠如を、業界の発展を妨げるもう 1 つの弱点と呼びます。

チャネルモデル

物理環境をモデル化するのが通例です。研究者は、コストを最小限に抑え、利益を最大化することを期待して、将来の行動の結果を予測しようとします。多くの場合、仕事のきっかけは極限状況、戦争、革命です。ノイズと干渉のモデルを備えた実際の情報伝達チャネルに関する最初の研究は、クロードシャノンによって出版されました (1948 年)。科学者は離散信号の動きを調べ、最適化手法を提案しました。

数学者は、干渉、屈折、反射、ノイズ、減衰、共鳴のモデルを精力的に開発しています。たとえば、モバイル通信開発者は付加的干渉を実装しています。正確な計算方法はありません。チャネルモデルは適用範囲を考慮し、さまざまな目標を追求します。ニーズがあり、必要な数量は次のとおりです。

帯域幅の推定。
ビットレートの計算。
チャネル使用率。
信号のスペクトル密度。
ジッターレベル。
誤って送信されたビットの割合。
信号対雑音比の推定。
回線遅延。

携帯電話の塔は、固定の加入者間でチャネルを共有します。多くの場合、信号は強い干渉を受けます。複雑なチャネルは、ポイントツーポイントの相互作用の合計によって表されます。接続を記述する適切なモデルのグループを特定し、各領域に「レポート用」の標準セットのメソッドを割り当てるのが通例です。

デジタル

離散チャネルはモデル化が容易です。メッセージは、選択されたプロトコル層 (OSI 階層) のデジタル信号によって表されます。多くの場合、物理チャネルは簡略化された表現に置き換えられます。

フレーム。
ビニール袋。
データグラム。

より複雑な構造の動作は追跡しやすく、パフォーマンス、速度、エラーの可能性を計算できます。例:

対称デジタルチャネルは、ノイズの影響を考慮したビット伝送の最も単純な例です。
ビットバーストエラー (ヒルベルト・エリオットモデル)。サンプルセグメントの長さがガードバンドと呼ばれる特定の値 m より長い場合に、誤って受信された最初と最後のシンボルが強制的に存在するケースについて説明します。「失敗」セクションは通常、比較的長い (m を超える) 信頼性の高い受信エリアによって区切られています。
消去されたビット。 Peter Elias (MIT、1955) によって導入されたこのモデルは、信号が周期的に消えるシステムのケースを説明しています。一定確率で「消去」が発生する。一見した単純さは欺瞞的であり、実際の広範囲にわたる問題は、示された方法で多数の仮定によって解決されます。
使い古されたパッケージ。コードの一部が消えることがあります。
ランダムに変化するチャンネルは、現実の予測不可能な状況をシミュレートします。専門家は、シャノンが提案した対称デジタル技術を対比しています。

アナログ

モデル自体は次のとおりです。

線形 - 非線形。
連続 - 離散。
定数 – 動的確率。
ナローバンド – ブロードバンド。
不変 – 時間とともに変化します。
リアル（現実） – 複雑。

ノイズモデル:
- 加法性 (ホワイトガウスノイズ) – 線形連続定数。
- 位相ジッター。
干渉システム: クロストーク、シンボル間干渉。
歪みは非線形チャネルです。
振幅周波数応答のシミュレーション。
群（位相）遅延。
物理チャネル状態のシミュレーション。
電波伝播の計算。
- 射程距離の増加による威力の減衰。
- フェーディング: レイリー、ライス、周波数選択、シャドウ。
- ドップラーシフトはフェージングによって増大します。
- レイトレーシング。
- 携帯電話通信のシミュレーション。

携帯電話

モバイル加入者の場合: 速度、加速度、座標は常に変化します。無線分散型自己組織化システムをモデル化するには、トラフィックパターン、通信規制、加入者の行動などの特定の条件を考慮する必要があります。

ブロードキャストのバリアントは、ポイントツードットタイプと呼ばれることがよくあります。単一の送信機が複数のメッセージを送信します。ノード間の距離は同じではありません。アマチュア無線を除くほとんどの無線チャネルは双方向通信であると想像できます。携帯電話ネットワークトラフィックの下流ブランチは、特に隣接するタワーからの干渉がない場合に完全に適合します。
多重アクセスには、複数の送信機によるメッセージの並行送信が含まれます。受信機の数は異なります。既存のリソースアクセススキームは、多重化スキームなどの環境制御技術によって補完されます。モバイルネットワークトラフィックの上流ブランチを適切に説明します。
中継チャネルは、中継器の相互接続システムで送信機を補完します。このモデルは LTE 規格を完全に表しています。
干渉チャネルは、2 つの基地局間の相互干渉の存在に備えます。クロス型に加えて、チャネル型も形成されます。このコンセプトは、携帯電話会社のセルラーセルを直接示唆しています。直交符号化技術の欠如により、状況はさらに悪化します。
固有のハンドオーバーは、割り当てられたタワーリソースを受け取った携帯電話の動作を表します。
ブロードキャスト方式はポケットベルで使用されていました。カメレオンシステムが良い例です。
グループブロードキャストは、加入者の固定グループにメッセージを送信する場合を説明します。 LTE規格と密接に関係しています。

通信チャネル(CC)信号伝送に使用され、あらゆる情報伝送システムにおける共通のリンクです。

物理的な性質に応じて、コミュニケーションチャネルは次のように分類されます。 機械的な、有形メディアを転送するために使用されます。音響, 光学そして 電気の、それぞれ音、光、電気信号を伝達します。

電気および光通信チャネルは、信号の伝送方法に応じて、物理的な導体を使用して信号を伝送する有線 (電線、ケーブル、ライトガイド) と、電磁波を使用して信号を伝送する無線 (無線チャネル) に分類できます。、赤外線チャンネル）。

送信される情報の表現形式に応じて、通信チャネルは次のように分類されます。 アナログ、情報は連続的な形式で送信されます。あらゆる物理量の連続した一連の値の形で、そして デジタル、さまざまな物理的性質のデジタル (離散、パルス) 信号の形式で提示される情報を送信します。

情報転送の考えられる方向に応じて、通信チャネルは次のように分割されます。 シンプレックス、情報が一方向のみに送信されることを許可します。 半二重、順方向と逆方向の両方で情報を交互に送信します。 デュプレックス、情報を順方向と逆方向に同時に送信できるようになります。

コミュニケーションチャネルがあります 切り替えた、それらを介した情報の送信期間中のみ別個のセクション（セグメント）から作成され、送信が完了すると、そのようなチャネルは削除（切断）されます。 非切り替え（専用）、長期間にわたって作成され、長さ、スループット、ノイズ耐性の点で一定の特性を備えています。

自動情報処理および制御システムで広く使用されている電線通信チャネルは、スループットが異なります。

低速、情報伝送速度は50〜200ビット/秒です。これらは、交換 (加入者電信) と非交換の両方の電信通信チャネルです。

中速、アナログ（電話）通信チャネルを使用する。それらの伝送速度は 300 ～ 9600 bps であり、国際電信電話諮問委員会 (ICITT) の新しい規格 V.32 ～ V.34 では 14400 ～ 56,000 bps です。

高速（ブロードバンド）、56,000 bps 以上の情報伝送速度を提供します。

情報を転送するには 低速および中速コンプレッサーステーション物理環境は通常、有線通信回線です。つまり、平行または撚り線と呼ばれるグループのことです。 ツイストペアこれは、高周波での伝送中の電磁クロストークと信号減衰の両方を低減するために、ペアで撚り合わされた絶縁導体で構成されています。

高速 (ブロードバンド) CS を構成するには、さまざまなケーブルが使用されます。

銅線のツイストペアでシールドされています。

銅線のツイストペアによるシールドなし。

同軸;

光ファイバー。

STPケーブル（銅線のツイストペアでシールドされた）技術的特性は優れていますが、操作が不便で高価です。

UTPケーブル（銅線のツイストペアでシールドされていない）は、データ伝送システム、特にコンピュータネットワークで非常に広く使用されています。

ツイストペアには 5 つのカテゴリがあります。1 番目と 2 番目のカテゴリは低速データ伝送に使用されます。 3 番目、4 番目、および 5 番目 - それぞれ最大 16.25 および 155 Mbit/s の伝送速度です。これらのケーブルは優れた技術的特性を備えており、比較的安価で使いやすく、接地を必要としません。

同軸ケーブルこれは、誘電体でコーティングされた銅導体であり、シールド保護シースを備えた細い銅導体の回転体で囲まれています。同軸ケーブルを介したデータ転送速度は非常に高速 (最大 300 Mbit/s) ですが、使いにくく、コストも高くなります。

光ファイバーケーブル(図 8.2) 直径数マイクロメートルの高屈折率のガラスまたはプラスチックのファイバー (光を導くコア) で構成されます。 ps、低屈折率の絶縁体で囲まれている n0ポリエチレンの保護シェルに入れます。図では、 8.2、あ図は、光ファイバーケーブルの断面全体の屈折率の分布を示しています。 8.2、 b- 光線伝播図。光ファイバーケーブルを通して伝播する放射線源は LED または半導体レーザーであり、放射線受信器は光信号を電気信号に変換するフォトダイオードです。ファイバーを介した光ビームの伝送は、光ガイドコアの壁からのビームの内部全反射の原理に基づいており、これにより信号の減衰が最小限に抑えられます。

米。 8.2.光ファイバーケーブルに沿ったビーム伝播:

あ- 光ファイバーケーブルの断面全体の屈折率の分布。

b -光線伝播図

さらに、光ファイバーケーブルは、送信される情報を外部の電磁場から保護し、最大 1000 Mbit/s の高速伝送を実現します。情報の符号化は、光ビームのアナログ、デジタル、またはパルス変調を使用して実行されます。光ファイバーケーブルは非常に高価であり、通常は重要な基幹通信チャネルを敷設する目的でのみ使用されます。たとえば、大西洋の底に沿って敷設されたケーブルはヨーロッパとアメリカを結びます。コンピュータネットワークでは、光ファイバーケーブルが最も重要な領域、特にインターネットで使用されます。 1 本の太い基幹光ファイバーケーブルで、数十万の電話、数千のビデオ電話、および約 1,000 のテレビ通信チャネルを同時に編成できます。

高速コンプレッサーステーション無線チャネルに基づいて編成されています。

ラジオチャンネル -これは、空中に敷設された無線通信チャネルです。無線チャネルを形成するには、無線送信機と無線受信機が使用されます。無線チャネル上のデータ伝送速度は、実際にはトランシーバ機器の帯域幅によって制限されます。電波の到達範囲は、データ伝送に使用される電磁スペクトルの周波数帯域によって決まります。テーブル内 8.1 に電波の範囲とそれに対応する周波数帯域を示します。

商用電気通信システムの場合、最もよく使用される周波数範囲は 902 ～ 928 MHz および 2.40 ～ 2.48 GHz です。

ワイヤレス通信チャネルはノイズ耐性が低いですが、ユーザーに最大限のモビリティと応答速度を提供します。

電話回線最も枝分かれしており、広範囲に広がっています。音声 (トーン) および FAX メッセージを送信します。情報システムや参照システム、電子メールシステム、コンピュータネットワークは、電話通信回線に基づいて構築されました。アナログおよびデジタル情報伝送チャネルは、電話回線に基づいて作成できます。

で アナログ電話回線電話のマイクは音の振動をアナログ電気信号に変換し、加入者線を介して電話交換局に送信されます。人間の音声の送信に必要な帯域幅は約 3 kHz (範囲 300 Hz ～ 3.3 kHz) です。通話信号は音声伝送と同じチャネルで伝送されます。

で デジタル通信チャネルアナログ信号は入力前にサンプリングされ、デジタル形式に変換されます。125 μs ごと (サンプリング周波数は 8 kHz)、アナログ信号の現在値が 8 ビットバイナリコードで表示されます。

表8.1

電波範囲と対応周波数帯

次のチャネル特性が使用されます

効率的に送信される周波数帯域 $\デルタF$ ;
ダイナミックレンジ $D = 10 \lg (P_(最大) \over P_(最小))$ ;
ノイズ耐性 $あ$ ;
音量 $V_k$ .

ノイズ耐性

ノイズ耐性 $A = 10 \lg (P_(最小~信号) \over P_(ノイズ))$ 。どこ $(P_(最小~信号) \over P_(ノイズ))$ - 最小信号/雑音比。

チャンネルボリューム

チャンネルボリューム $V$ 次の式で決定されます。 $V_k=\デルタ F_k\cdot T_k\cdot D_k$ ,

どこ $T_k$ - チャネルが送信信号によって占有されている時間。

チャンネルを通じて歪みなく信号を送信するには、チャンネルの音量が必要です。 $V_k$ 信号音量以上である必要があります $V_s$ 、あれは $V_k \geqslant ~V_s$ 。信号ボリュームをチャネルボリュームに当てはめる最も単純なケースは、不等式を満たすことです。 $\Delta F_k\geqslant~\Delta F_s$ , $T_k \geqslant~T_s$ > そして $\Delta D_k \geqslant~\Delta D_s$ 。それにもかかわらず、 $V_k \geqslant ~V_s$ 他の場合にも実行できるため、他のパラメータを変更することで必要なチャネル特性を実現できます。たとえば、周波数範囲が減少するにつれて、帯域幅を増加させることができます。

通信チャネルモデル

通信チャネルは数学的モデルによって記述され、そのタスクは出力と入力の数学的モデルを決定することに集約されます。 $S_2$ そして $S_1$ 、それらの間の接続を確立するだけでなく、オペレータによって特徴づけられます。 $L$ 、あれは

$S_2=L(S_1)$ .

連続チャネルモデル

連続チャネルモデルは、加法ガウスノイズチャネルモデル、不定信号位相と加法ノイズチャネルモデル、および符号間干渉と加法ノイズチャネルモデルに分類できます。

理想的なチャネルモデル

理想的なチャネルモデルは、干渉の存在が無視できる場合に使用されます。このモデルを使用する場合、出力信号は $S_2$ 決定論的、つまり

$S_2(t)=\ガンマ ~S_1(t-\タウ)$

ここで、γ は伝送係数を決定する定数、τ は定数遅延です。

不確実な信号位相と付加的なノイズを含むチャネルのモデル

不確実な信号位相と付加的なノイズを含むチャネルモデルは、次の点で理想的なチャネルモデルとは異なります。 $\タウ$ は確率変数です。たとえば、入力信号が $S_1(t)$ 狭帯域の場合、信号は $S_2(t)$ 不確実な信号位相と付加ノイズを持つチャネルの出力におけるは、次のように決定されます。

$S_2(t)=\gamma (cos(\theta) u(t)-sin(\theta) H(u(t)) + n(t)$ ,

ここで、入力信号が $S_1(t)$ は次のように表すことができます。

$S_1(t)=cos(\theta) u(t)-sin(\theta) H(u(t))$ ,

離散連続通信チャネルのモデル

離散連続通信チャネルのモデルもあります

こちらも参照

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ノート

文学

Zyuko A. G.、クロフスキー D. D.、コルジク V. I.、ナザロフ M. V.、電気通信理論 / 編 D.D.クロフスキー。 - 大学向けの教科書。 - M.: ラジオと通信、1999年。 - 432 p。 - ISBN 5-256-01288-6。
無線工学 / 編 Mazor Yu.L.、Machussky E.A.、Pravda V.I.. - 百科事典。 - M.: 出版社「ドデカ XXI」、2002. - P. 488. - 944 p. - ISBN 5-94120-012-9。
プロキス、J.デジタル通信 = デジタル通信 / Klovsky D.D. - M.: Radio and Communications、2000. - 800 p. - ISBN 5-256-01434-X。
スクリヤー B.デジタルコミュニケーション。理論的基礎と実際の応用 = デジタル通信: 基礎と応用。 - 第 2 版 - M.: ウィリアムズ、2007. - 1104 p. - ISBN 0-13-084788-7。
フィールKワイヤレスデジタル通信。変調およびスペクトラム拡散方式 = 無線デジタル通信: 変調およびスペクトラム拡散アプリケーション。 - M.: ラジオと通信、2000 年。 - 552 p. - ISBN 5-256-01444-7。

リンク

リンク- 大ソビエト百科事典の記事。

通信チャネルの特徴を示す抜粋

- アンフェロフはどこにいますか？ - 女性は言いました。 -アンフェロフ家は朝出発した。そして、これらはマリア・ニコラエヴナスかイワノフのどちらかです。
「彼は彼女が女性だと言っていますが、マリア・ニコラエヴナは女性です」と庭師は言った。
「はい、あなたは彼女を知っています、長い歯で痩せています」とピエールは言いました。
-そしてマリア・ニコラエヴナがいます。「彼らが庭に入ったとき、オオカミが急降下してきました」と女性はフランス兵を指差しながら言った。
「ああ、主よ、憐れんでください」執事は再び付け加えた。
- そこに行けば、彼らはそこにいるよ。彼女は。「私は動揺して泣き続けました」と女性は再び語った。 - 彼女は。ここにあります。
しかしピエールは女性の言うことを聞きませんでした。数秒間、彼は目を離さずに、数歩離れたところで何が起こっているのかを見つめました。彼はアルメニア人家族とアルメニア人に近づいてきたフランス兵２人を見た。これらの兵士の一人は、小柄でそわそわとした男性で、ロープのベルトを締めた青い外套を着ていました。頭には帽子をかぶっていて、足は裸足でした。ピエールを特に印象づけたもう一人の男は、背が高く、前かがみで、金髪で痩せていて、動きがゆっくりで、顔に愚かな表情を浮かべていた。この人は、フリーズのフード、青いズボン、そして大きな破れたブーツを着ていました。ブーツを履いていない小さなフランス人が、青い音を立ててアルメニア人に近づき、すぐに何か言いながら老人の足を掴み、老人はすぐに急いでブーツを脱ぎ始めた。もう一人はフードをかぶり、美しいアルメニア人女性の向かいで立ち止まり、ポケットに手を突っ込んだまま、黙って動かずに彼女を見つめた。
「連れて行って、子供を連れて行って」とピエールは少女を引き渡し、尊大かつ急いで女性に話しかけた。 - 彼らにあげてください、彼らにあげてください! -彼はほとんど女性に向かって叫び、泣き叫ぶ少女を地面に置き、再びフランス人とアルメニア人の家族を振り返りました。老人はすでに裸足で座っていた。小柄なフランス人は最後のブーツを脱ぎ、ブーツをもう一方に叩きつけました。老人はすすり泣きながら何かを言いましたが、ピエールはそれを垣間見ただけでした。彼の注意はすべてフードをかぶったフランス人に向けられていたが、そのときフランス人はゆっくりと体を揺らしながら若い女性に近づき、ポケットから手を出して彼女の首を掴んだ。
美しいアルメニア人女性は、長いまつ毛を下げ、まるで兵士が自分に何をしているのか見ても感じていないかのように、動かずに同じ姿勢で座り続けた。
ピエールさんがフランス人から隔てられた数歩を走っている間、フードをかぶった長身の略奪者がすでにアルメニア人女性の首から彼女が着けていたネックレスを引きちぎろうとしており、若い女性は首を手で押さえながら甲高い声で叫んだ。。
-レッセ・セッテ・ファム！ [この女を放っておけ！] ピエールは半狂乱の声でゼーゼー言い、背が高くて猫背の兵士の肩を掴んで投げ飛ばした。兵士は倒れたが、立ち上がって逃げた。しかし、彼の同志はブーツを脱ぎ捨て、包丁を取り出し、ピエールに向かって威嚇的に進んできた。
- ヴォヨン、パ・ド・ベティーズ！ [しかたがない！バカなことを言うな！] – 彼は叫んだ。
ピエールはその激怒の中で何も覚えておらず、その中で彼の力は10倍に増加しました。彼は裸足のフランス人に突進し、包丁を取り出す前にすでに彼を倒し、拳で殴りつけていた。周囲の群衆から賛同の叫びが聞こえ、同時にフランス槍騎兵の騎馬哨戒隊が角を曲がって現れた。槍兵たちは小走りでピエールとフランス人に近づき、彼らを取り囲んだ。ピエールさんは次に何が起こったのか何も覚えていなかった。彼は、自分が誰かを殴ったこと、殴られたこと、そして最後には両手が縛られていると感じたこと、大勢のフランス兵が彼の周りに立って彼のドレスを調べていたことを思い出した。
「Il a un poignard、中尉、[中尉、彼は短剣を持っています」] がピエールが理解した最初の言葉でした。
- ああ、武装してないよ！ [ああ、武器だ！] - 将校はそう言って、ピエールと一緒に連れて行かれた裸足の兵士の方を向いた。
「C"est bon, vous direz tout cela au conseil de guerre、分かった、分かった、裁判で全て話すよ。」そして警官はピエールに向かって言った、「Parlez vous francais vous?」フランス語はできますか？ ]
ピエールは血走った目で周囲を見回したが、答えなかった。士官がささやき声で何かを言い、さらに4人の槍兵がチームから離れてピエールの両側に立ったので、彼の顔はおそらく非常に怖く見えたでしょう。
– パルレ・ヴ・フランセ？ – 警官は彼から離れたまま、彼に質問を繰り返した。 - Faites venir l "通訳します。 [通訳を呼びます。] - ロシアの民間服を着た小柄な男性が列の後ろから出てきました。ピエールは、その服装と話し方から、彼がモスクワの店の1つから来たフランス人であることをすぐに認識しました。
「Il n"a pas l"air d"un homme du peuple、[彼は庶民には見えませんね」と通訳はピエールを見ながら言った。
– ああ、ああ！警官は「これは、爆撃のせいでしょうか？」と口を濁した。【おおおお！彼は放火犯によく似ている。彼が誰なのか尋ねてください？]と彼は付け加えた。
- あなたは誰ですか？ –通訳者に尋ねた。「当局は答えなければならない」と彼は言った。
– ジュ・ネ・ヴ・ディライ・パス・キ・ジェ・スイス。私は囚人です。 Emmenez moi、[私が誰であるかは言いません。私はあなたの囚人です。私を連れて行ってください」とピエールは突然フランス語で言いました。
- ああああ！ –警官は眉をひそめながら言った。 - マルションズ！
ランサーたちの周りに群衆が集まった。ピエールの一番近くには、あばただらけの女性が女の子を連れて立っていた。回り道が動き始めたとき、彼女は前に進んだ。
- どこへ連れて行かれるのですか、愛する人? - 彼女は言いました。 - この女の子、もし彼女が彼らのものじゃなかったら、私はこの女の子をどうするつもりですか！ - 女性は言いました。
- Qu"est ce qu"elle veut cette femme? [彼女は何が欲しいのですか？] - 警官に尋ねました。
ピエールは酔っているように見えた。彼の恍惚状態は、自分が救った少女の姿を見てさらに激化した。
「Ce qu"elle dit?」と彼は言いました。「Elle m"apporte ma fille que je viens de sauver des flammes」と彼は言いました。 - さよなら！【彼女は何が欲しいの？彼女は私が火事から救った私の娘を運んでいます。さらば！] - そして彼は、この目的のない嘘をどのようにして逃れたかも知らず、フランス人の間を決定的で厳粛な足取りで歩きました。
フランスのパトロール隊は、略奪を鎮圧するため、特に放火犯を逮捕するためにデュロネルの命令によりモスクワの様々な街路に派遣されたパトロール隊のうちの一つであった。火災の原因。いくつかの通りを巡回した後、パトロール隊はさらに5人の不審なロシア人、1人の店主、2人の神学生、1人の農民と使用人、そして数人の略奪者を捕らえた。しかし、疑わしい人々の中で、ピエールが最も疑わしいように見えました。彼ら全員がズボフスキー・ヴァルの大きな家に連れて行かれ、そこに衛兵所が設けられていたが、ピエールは別々に厳重な警備の下に置かれた。

この頃サンクトペテルブルクでは、上層部ではこれまで以上に熱狂的に、ルミャンツェフ、フランス、マリア・フョードロヴナ、ツァーレヴィチらの党派の間で複雑な闘争があったが、いつものようにラッパの吹き声によってかき消された。法廷ドローンの。しかし、穏やかで、贅沢で、幽霊や人生の反映だけに関心があり、サンクトペテルブルクの生活は以前と同じように続きました。そして、この生涯の経過により、ロシア国民が置かれている危険と困難な状況を認識するために多大な努力を払う必要があった。同じ出口、舞踏会、同じフランス劇場、法廷の同じ利益、奉仕と陰謀の同じ利益がありました。現在の状況の困難さを思い出させる努力がなされたのは、上層部だけであった。このような困難な状況で二人の皇后がどのように互いに反対の行動をとったのかがささやき声で語られました。マリア・フョードロヴナ皇后は、管轄下の慈善団体や教育機関の福祉を懸念し、すべての機関をカザンに送るよう命令し、これらの機関の荷物はすでに梱包されていた。エリザベタ・アレクセーエヴナ皇后は、ロシア特有の愛国心でどのような命令を出したいのかと問われると、国家機関については命令できない、これは主権者に関わることだからと意気揚々と答えた。個人的に自分に依存しているのと同じことについて、彼女はサンクトペテルブルクを離れるのは自分が最後だと意地でも言いました。
アンナ・パブロヴナは、まさにボロジノの戦いの日である8月26日の夜を過ごした。その花は、尊い聖人セルギイの像を君主に送った際に書かれた猊下からの手紙の朗読であった。この手紙は愛国的な精神的な雄弁さの例として尊敬されました。それは読書術で有名なヴァシーリー王子自身によって朗読されることになっていた。（彼は皇后のために朗読も行った。）読書の芸術とは、その意味とはまったく関係なく、必死の叫びと穏やかなつぶやきの間で、大声でメロディアスに言葉を注ぎ出すことにあると考えられていた。ある言葉に当てはまり、別の言葉につぶやきます。この朗読会は、アンナ・パブロヴナの他の夜と同様、政治的な意味を持っていました。この夜には、フランスの劇場への旅行を恥じ、愛国的な気分に駆り立てられるべき何人かの重要人物が出席する予定だった。すでにかなり多くの人が集まっていましたが、アンナ・パブロフナはまだリビングルームに必要な人が全員揃っていなかったため、まだ本を読み始めずに一般的な会話を始めました。

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