Radiokomunikimi

Radiokomunikimi në telekomunikacion, është një term që i referohet degës së teknologjisë së radios që merret me çdo formë të komunikimit me valë (d.m.th. pa tela), e cila përdor median ose kanalin e radios, për të transportuar në distancë informacionin midis përdoruesve përmes sinjalet elektromagnetike, që i përkasin frekuencave të radios ose mikrovalëve të spektrit elektromagnetik të quajtur edhe brezi i radios (sinjalet e dërguara në këto frekuenca quhen prandaj sinjale të radiofrekuencës (RF) dhe lidhja e marrë është një lidhje radio ).

Prandaj është një formë e telekomunikacionit alternativ ndaj atij me tel, duke përdorur, përveç një mjeti transmetimi të përbashkët dhe jo të dedikuar, sisteme të ndryshme komunikimi fizik të paktën për sa i përket sistemeve për transmetimin e sinjaleve të informacionit nga elektrike në elektromagnetike dhe anasjelltas të tilla. si antena, burime të rrezatimit elektromagnetik dhe marrjes ose pajisje të projektuara për të rrezatuar dhe kapur sinjalin elektromagnetik.

Një radiokomunikim mund të jetë tokësor nëse mbështetet në infrastrukturat e telekomunikacionit të vendosura në sipërfaqen e tokës ose satelitin nëse mbështetet të paktën pjesërisht në infrastrukturat e vendosura në orbitë në Tokë, siç janë satelitët artificialë për telekomunikacion. Një shembull tipik i radiokomunikimeve janë radiolidhjet, infrastrukturat e transmetimit radiofonik, transmetimet televizive, qasja në rrjetet radio celulare dhe rrjetet satelitore, rrjetet WLAN dhe Wi-Max .

Historia

Shembull i përhapjes së radios në vijën e shikimit

Antenë dipole për transmetim radio

Historia e radiokomunikimeve fillon me zbulimin eksperimental të valëve elektromagnetike nga Hertz në shekullin e nëntëmbëdhjetë, të teorizuar më parë nga Maxwell, dhe më pas gjen zbatim praktik, duke filluar nga eksperimentet e përhapjes së radios nga Nikola Tesla dhe Guglielmo Marconi përkatësisht në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë. shekulli dhe në vitet e para të shekullit të njëzetë, në transmetimet radiotelevizive me shpikjen e radios në fillim dhe më pas të televizionit deri te rrjetet moderne celulare radiofonike, sistemet e radiokomunikacionit tokësor, detar dhe ajror dhe komunikimet satelitore .

Përshkrimi

Radiokomunikimi ka të bëjë me:

Përhapja e radios ose efektet, zakonisht të një natyre të rastësishme, të mediumit të radios ose kanalit të radios në përhapjen e sinjalit të informacionit elektromagnetik nga burimi te marrësi.
Analiza dhe sinteza (projekti) i sistemeve të radio komunikimeve ose sistemeve të radios (p.sh. lidhjet e radios ) ose pajisjeve përgjegjëse për transmetimin ( transmetuesin ), marrjen (marrësin) duke përfshirë antenat .

Një sistem radio komunikimi ose radiolidhjer është i përbërë në thelb nga një kanal transmetimi i cili përfshin, përveç seksionit të radios, edhe emituesin dhe marrësin, antenat (emetuesin dhe marrësin), një modem d.m.th një modulator në transmetim dhe një demodulator në marrja dhe nga një Codec ose një kodues i sinjalit të hyrjes dhe një dekoder i sinjalit të daljes në kanalin e radios ( transmetimi dixhital ). Në një sistem radio- transmetues, antena fizike është zakonisht unike dhe e dedikuar si për transmetimin ashtu edhe për marrjen dhe e shkëputur në mënyrë të përshtatshme nga zinxhiri i transmetimit dhe marrës përmes një dyfishuesi i cili vepron si ndërprerës.

Në këtë fushë të fundit termi radiokomunikacion shpesh zëvendësohet në mënyrë ekuivalente me termin Radioteknikë .

Planifikimi dhe menaxhimi i spektrit të radios, natyrisht i kufizuar, që t'i atribuohet një shërbimi radiokomunikacioni, i caktuar një operatori ose i alokuar gjeografikisht në një territor, duke optimizuar përdorimin e tij, duke shmangur ndërhyrjet midis shërbimeve dhe duke garantuar ndërveprimin për shërbime të caktuara në nivel ndërkombëtar, i delegohet organizmave ndërkombëtarë (si ITU-R ), kontinentale dhe kombëtare.

Avantazhet dhe disavantazhet

Përparësitë e komunikimit radio janë:

heqja e një pjese të madhe të instalimeve elektrike dhe kostove përkatëse, dhe mundësia e mbulimit të një baze të gjerë përdoruesish me një gamë të gjerë dhe kosto investimi më të ulët, krahasuar me sistemet me tela. Në të njëjtën kohë, ai lejon lidhjen celulare me shërbimet për përdoruesin, i cili nuk është më i lidhur me aksesin e drejtpërdrejtë dhe fiks në rrjetin me kabllo.

Ndër disavantazhet dalin historikisht:

cilësia e shërbimeve (QoS) të ofruara, përgjithësisht më e keqe për shkak të brezit të kufizuar të radios (ose të mbishfrytëzuara për t'u ndarë nga shumë përdorues) dhe natyrës së rastësishme të kanalit të radios, ose përhapjes së radios që nuk mund të ofrojë në një kuptim determinist, performanca të paracaktuara pa një 'projektim adekuat dhe probleme të mëdha që lidhen si me sigurinë e komunikimit ashtu edhe me shëndetin e njeriut përsa i përket ndotjes elektromagnetike .

Llojet e radiokomunikimeve

Antena për radiokomunikim

Ashtu si në të gjitha sistemet e telekomunikacionit, Radiokomunikimi mund të jetë me një drejtim ( simplex ) si në rastin e transmetimeve radio (radio dhe televizion) ose gjysmë-dupleks ose full-duplex me dy drejtime si në rastin e telefonisë celulare. Ndërsa në rastin e parë ekziston një pajisje transmetuese ( antenë dipole ) dhe një pajisje marrëse me një antenë direktive, në rastin e dytë ekziston një radio stacion bazë dhe terminalet e përdoruesit të cilët në të njëjtën kohë marrin dhe transmetojnë sinjale elektromagnetike në një drejtim të plotë. mënyrë të dyfishtë. Organi ndërkombëtar përgjegjës për optimizimin e spektrit të radios, si dhe caktimin e brezave përkatës të radios për shërbime të ndryshme telekomunikuese në radio komunikimet është ITU-R .

Çdo radiokomunikim mund të jetë analog ose dixhital .

Çrregullime të komunikimit me radio

Antenat e radiolidhjeve direktive

Një faktor tjetër i rëndësishëm në një transmetim radioje janë shqetësimet e komunikimit të radios, d.m.th. zhurmat e brendshme të sistemit, për shkak të zhurmës termike të përbërësve të qarkut elektronik të qarkut të emituesit dhe marrësit, gjithashtu të zakonshme për sistemet me tela, dhe zhurmat e jashtme, të quajtura gjithashtu shqetësime . për shkak të të gjitha burimeve të tjera të rrezatimit, natyrore dhe artificiale, si rrezatimi kozmik (në sfond dhe i drejtpërdrejtë) dhe zhurma termike nga objektet e tjera fizike. Zhurma ka gjithashtu një natyrë të ndryshueshme dhe të rastësishme me kalimin e kohës me efekte në cilësinë e lidhjes së radios duke shtuar sinjalin e informacionit të dobishëm. Zhurma merret parasysh përmes fuqisë së zhurmës No=K*T*B ku T është temperatura ekuivalente e zhurmës e cila mund t'i referohet sistemit marrës (zhurma e brendshme) dhe/ose mjedisit të jashtëm (temperatura ekuivalente e antenës), B brezi të frekuencave që kalojnë nëpër marrës dhe K konstanta Boltzmann . Forma të tjera të shqetësimeve janë ndërhyrja për shkak të sinjaleve të tjera të informacionit të marra.

Bilanci i radiolidhjes

Antenë për transmetime satelitore

Bilanci i radiolidhjes përfaqëson bilancin e fuqisë në një radiolidhje: fuqia e marrë është e barabartë me fuqinë e emetuar minus një faktor në numërues që përfshin të gjitha fitimet (fitimet e antenës) dhe një faktor në emërues që përfshin të gjitha dobësimet e mediumit. radio dhe varësia e distancës r . Përdoret për të përmasuar fuqinë e transmetimit të një radiolidhjeje për një prag të fuqisë minimale të dallueshme të paracaktuar.

Performanca e një radiolidhjeje

Sateliti i telekomunikacionit që rrotullohet rreth Tokës

Parametrat e performancës së një lidhjeje radio janë raporti i sinjalit ndaj zhurmës (SNR) për sistemet radio të kufizuara nga zhurma ose raporti i sinjalit ndaj ndërhyrjes për sistemet e kufizuara nga ndërhyrja dhe probabiliteti i gabimit Pb i cili mund të supozohet për kohë mjaftueshëm të gjata të barabarta me bitin. Shkalla e gabimit (BER, raporti midis biteve të pasakta të marra dhe totalit të biteve të marra) që përfaqëson vlerën mesatare të tij me kalimin e kohës. SNR dhe Pb janë të lidhura në mënyrë të kundërt: me rritjen e SNR, probabiliteti i gabimit zvogëlohet.

Për shkak të natyrës së rastësishme të kanalit për shkak të zbehjes shtesë të rastësishme, këto parametra marrin gjithashtu një natyrë të ndryshueshme dhe të rastësishme me kalimin e kohës dhe për këtë arsye kur dizajnohet një lidhje radioje, përveç vendosjes së një specifikimi në Pb, ose në mënyrë ekuivalente në SNR, është gjithashtu e nevojshme të caktohet një kohë minimale funksionimi që quhet disponueshmëria e sistemit ose koha e aktivitetit (garancia për besueshmërinë e shërbimit të ofruar), duke marrë si një specifikim total Prob(Pb<a)=δ i cili ka një rëndësi të dukshme statistikore. Nga kjo është gjithashtu e mundur të nxirret koha e padisponueshmërisë ose ndërprerjes e barabartë me plotësimin e kohës së disponueshmërisë ose ε=1-δ .

Këto sasi mund të përfshihen lehtësisht brenda buxhetit të lidhjes si specifikime gjatë fazës së projektimit ose madhësisë së një radiolidhjeje. Në përgjithësi, BER i një Radiokomunikimi është më i lartë se ai që matet zakonisht në një komunikim me tel (elektrik ose optik ) për shkak të natyrës së rastësishme të kanalit ose shqetësimeve të përhapjes. Një tjetër parametër i performancës së një radiolidhjeje është efikasiteti spektral .

Aplikacionet

Stacioni i radios bazë GSM

Komunikimet radio janë shfrytëzuar gjerësisht në aplikacionet e transmetimit televiziv dhe radio ose në ofrimin e shërbimeve televizive dhe radiofonike, në rrjetet celulare radio për telefoninë celulare ( TACS, GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, LTE ), në komunikimet satelitore dhe me valë rrjete kompjuterike si WPAN ( Bluetooth ), WLAN ( Wi-Fi ) dhe Wi-Max, në rrjetet ad hoc . Në rrjetet Wi-Fi, pajisja e pritjes-transmetimit, përveç terminalit të përdoruesit, është pika e hyrjes . Aplikacione të tjera të zakonshme janë:

komunikimet mbështetëse të transportit : transporti detar dhe ajror, navigimi radio ;
komunikimet dhe përdorimet në fushën ushtarake;
komunikimet dhe rendin publik dhe shërbimet e sigurisë publike (p.sh. forcat e policisë ) (p.sh. TETRA );
shërbimet e shpëtimit (p.sh. zjarrfikësit dhe urgjencat mjekësore, mbrojtja civile ) (p.sh. TETRA);
shërbimet private të sigurisë ;
lidhje radio amatore ;
përdorime civile - përdorim privat ose kolektiv.

Ndotja elektromagnetike

Një shenjë tregon rrezikun e ndotjes elektromagnetike

Përdorimi gjithnjë e më masiv i kësaj forme komunikimi, i motivuar nga kostot më të ulëta fillestare për investitorin dhe aksesueshmëria e lehtë për përdoruesit, ka ngritur dhe vazhdon të ngrejë dyshime dhe shqetësime në lidhje me ndotjen elektromagnetike me efekte të mundshme në shëndetin e njeriut të fushave elektromagnetike . studimet e kryera në këtë drejtim, të cilat janë shumë komplekse, deri më tani kanë treguar rezultate kontradiktore.

Megjithatë, përgjithësisht vërehet se në një rrjet radio celular, për shembull, një përqendrim më i madh i antenave ose stacioneve bazë të radios, që korrespondon me një reduktim në qelizën e mbulimit, korrespondon me një rrezik elektromagnetik më të ulët për shkak të uljes së emetimit të nevojshëm elektromagnetik. fuqia në antenën transmetuese për të mbuluar qelizën me shtrirjen më të vogël.

Megjithatë, në radiolidhjet, karakteristika e tyre e drejtimit të rrezatimit i bën ato më pak të rrezikshme nga ky këndvështrim, ndërkohë që infrastruktura radiotransmetuese dhe e transmetimit televiziv kanë një rëndësi më të madhe, të paktën në afërsi të burimeve të tyre të emetimeve elektromagnetike. Në çdo rast, ekziston një rregullore sigurie që përcakton vlerat kufitare të lejuara për ekspozimin ndaj fushave elektrike dhe magnetike në vendin e punës dhe në vendet e banimit, vlera në varësi të kohëzgjatjes së ekspozimit.