Galleria mappe mentale Principi di comunicazione mappa mentale del canale
Presenta i canali wireless, i canali cablati, la simulazione digitale, la capacità del canale, il rumore nel canale e l'impatto delle caratteristiche del canale sulla trasmissione del segnale.
Modificato alle 2024-02-18 11:20:57Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
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canale
Panoramica
canale stretto
canale via cavo
Filo aperto, cavo, fibra ottica
canale senza fili
spazio libero o atmosfera
Canale generalizzato
canale di modulazione
Studiare i problemi di modulazione e demodulazione
canale a parametri costanti
Le caratteristiche non cambiano nel tempo
canale con parametri casuali
Le caratteristiche cambiano nel tempo
canale codificato
Studio dei problemi di codifica/decodifica
C'è un canale di memoria
Esiste una relazione di dipendenza tra gli elementi di codice precedenti e successivi
canale senza memoria
Gli elementi di codice precedenti e successivi sono indipendenti l'uno dall'altro
canale senza fili
Come si propagano le onde elettromagnetiche
onda terrestre
Frequenza: <2 MHz Caratteristiche: Capacità di diffrazione Distanza: centinaia o migliaia di metri Utilizzato per: trasmissione AM
Tianbo
Frequenza: 2~30 MHz Caratteristiche: riflessa dalla ionosfera Distanza: <4000 km (un salto) Utilizzato per: comunicazioni a lungo raggio e a onde corte
Linea di vista estesa
Frequenza: >30 MHz Caratteristiche: Propagazione in linea retta, penetrazione nella ionosfera Utilizzo: Comunicazioni satellitari e spaziali, comunicazioni a onde ultracorte e a microonde Distanza: correlata all'altezza dell'antenna
relè radio
Vantaggi: grande capacità, basso investimento, facile manutenzione e qualità di trasmissione stabile. Applicazione: Trasmissione di segnali vocali e televisivi su lunghe distanze.
relè satellitare
Vantaggi: grande capacità di comunicazione, qualità di trasmissione stabile, lunga distanza di trasmissione e ampia area di copertura. Svantaggi: ampio ritardo di trasmissione, ampia attenuazione del segnale e costi elevati.
comunicazione diffusa
Frequenza di diffusione ionosferica: 30~60 MHz Distanza: superiore a 1000 km Frequenza di diffusione troposferica: 100~4000 MHz Distanza: <600 km Caratteristiche di diffusione delle tracce di meteoriti: altezza 80~120 km, lunghezza 15~40 km Tempo di ritenzione: da meno di 1 secondo a diversi minuti Frequenza: 30 ~ Distanza 100 MHz: più di 1000 km utilizzo: archiviazione a bassa velocità, burst ad alta velocità, trasmissione intermittente
canale via cavo
Cavo simmetrico
Caratteristiche
Ogni coppia è attorcigliata per ridurre l'interferenza reciproca tra le coppie
discordanza
Grande attenuazione della trasmissione, interferenze a lunga distanza e diafonia tra canali adiacenti
applicazione
Mezzi trasmissivi nelle linee telefoniche, reti locali e progetti di cablaggio integrato
Cavo coassiale
composizione
Composto da due conduttori coassiali. Anima interna: filo metallico. Conduttore esterno: treccia metallica.
Vantaggi (rispetto al doppino intrecciato)
Forte capacità di interferenza anti-elettromagnetica, larghezza di banda più ampia e velocità più elevata
discordanza
Il costo è più alto; soluzione: utilizzare invece il cavo ottico
fibra ottica
Struttura: nucleo, rivestimento Classificazione per indice di rifrazione: tipo a gradino, tipo gradiente Classificazione per modalità: fibra multimodale, fibra monomodale
vantaggio
Ampia larghezza di banda di trasmissione, grande capacità di comunicazione; piccola attenuazione di trasmissione, lunga distanza di trasmissione senza relè; interferenza anti-elettromagnetica, buona qualità di trasmissione, anti-intercettazione, resistenza alla corrosione, dimensioni ridotte, peso leggero, risparmio di metalli non ferrosi, protezione ambientale
discordanza
Interfacce fragili e costose, installazione e manutenzione richiedono competenze specializzate
applicazione
Nelle linee principali delle reti telefoniche a lunga distanza, reti televisive via cavo, ecc.
modello digitale
modello del canale di modulazione
Modello
Sovrapposizione di reti lineari rumorose tempo-varianti/invarianti
comunanza
C'è una coppia (o più coppie) di terminali di ingresso e terminali di uscita; la maggior parte dei canali soddisfa il principio di sovrapposizione lineare; ci sono ritardi e perdite fissi o variabili nel tempo per i segnali; quando non c'è segnale in ingresso, potrebbe esserci ancora un'uscita (); rumore)
Rapporto di entrata e di uscita
Il rumore additivo è sempre presente
Classificazione
canale a parametri costanti
Le caratteristiche sostanzialmente non cambiano nel tempo
canale di accompagnamento
Le caratteristiche cambiano in modo casuale e rapido nel tempo
modello di canale codificato
Modello
Può essere descritto dalla probabilità di transizione.
Capacità del canale
Capacità del segnale discreto
La quantità media di informazioni inviate dalla fonte (entropia)
Quantità media di informazioni perse a causa del rumore del canale
Velocità di trasmissione delle informazioni R
La quantità media di informazioni trasmesse dal canale al secondo
r ‒Il numero di simboli trasmessi dal canale al secondo è (symbol rate) [H(x) – H(x/y)] ‒È la quantità media di informazioni ottenute dal destinatario
Capacità del canaleCt
Velocità massima di trasmissione delle informazioni: distribuzione di probabilità di tutte le possibili fonti di informazione
Significato: la quantità media massima di informazioni che ciascun simbolo può trasmettere
Equivalenza
capacità continua del canale
Formula di Shannon S - potenza media del segnale (W B - larghezza di banda (Hz) n0 - densità spettrale di potenza del rumore su un solo lato N = n0B - potenza del rumore (W)
Equivalenza
Senso
Quando viene fornita la potenza media del segnale e del rumore del canale, il valore limite teorico della quantità di informazioni che può essere trasmessa per unità di tempo su un canale con una determinata larghezza di banda di frequenza.
significato
Se R, ≤ C, è sempre possibile trovare un metodo di codifica del canale per ottenere una trasmissione priva di errori; se la velocità di trasmissione è maggiore della capacità del canale, una trasmissione priva di errori è impossibile.
Insomma
La capacità del canale C dipende da B, S e n0
Aumentando S si può aumentare C. Se S →∞, allora C→∞
Diminuendo n0 si può aumentare C. Se n0 → 0, allora C→∞
applicazione
Quando C è costante, la larghezza di banda del canale B e il rapporto segnale/rumore S/N possono essere convertiti tra loro.
L'aumento di B può portare ad una diminuzione del S/N, viceversa
Rumore nel canale
definizione
Nel canale sono presenti segnali elettrici indesiderati
Esiste sempre indipendentemente dal segnale, per questo viene chiamata anche interferenza additiva.
Distorcere il segnale, causare errori di codice e limitare la velocità di trasmissione
tipo
Per fonte di rumore
rumore artificiale
rumore naturale
Rumore interno (rumore termico)
Movimento termico degli elettroni da tutti i componenti resistivi
Distribuito uniformemente nella gamma di frequenza 0~10^12Hz
Proprietà: rumore bianco gaussiano
Secondo la natura del rumore
rumore impulsivo
Rumore a banda stretta/singola frequenza
spettro di potenza
Larghezza di banda equivalente al rumore
Significato fisico: La potenza di rumore che passa attraverso il filtro rettangolare di larghezza Bn = la potenza di rumore che passa attraverso l'effettivo filtro di ricezione.
potenza media
Rumore di ondulazione
L'impatto delle caratteristiche del canale sulla trasmissione del segnale
Caratteristiche dei canali a parametro costante (sistemi tempo-invarianti) e loro impatto sulla trasmissione del segnale
Caratteristiche di trasmissione
Trasmissione senza distorsioni
Risposta all'impulso del canale a parametro costante ideale
Curva caratteristica di trasmissione senza distorsioni (canale parametrico costante ideale).
Effetti di distorsione
Distorsione della frequenza di ampiezza
Impatto: per i segnali analogici, provoca una distorsione della forma d'onda → il rapporto segnale/rumore diminuisce. Per i segnali digitali, provoca diafonia tra codici → aumenta il tasso di errore di bit.
distorsione della frequenza di fase
Impatto: impatto minimo sui segnali vocali, impatto elevato sui segnali video, segnali digitali: diafonia tra codici → aumento del tasso di errore di bit
Caratteristiche parametriche dei canali e loro impatto sulla trasmissione del segnale
Caratteristiche parametriche del canale
L'attenuazione cambia con il tempo Il ritardo cambia con il tempo Propagazione multipercorso
effetto multipercorso
La propagazione multipercorso provoca l'attenuazione Rayleigh dei segnali
Dispersione di frequenza causata dalla propagazione multipercorso
Misure per ridurre l'attenuazione selettiva della frequenza
Accoglienza della diversità
tecnologia a spettro diffuso
OFDM ecc.