Iulian BOULEANU [620857]

Iulian BOULEANU
Curs 1 Introducere în comunicațiile radio Comunicații radio

Comunicații radio
CUPRINSUL DISCIPLINEI
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio2Introducere în comunicațiile radio.
Linia radio. Zgomotul electromagnetic
Modele și parametrii instalațiilor de emisie și de recepție
Modularea semnalelor
Caracterizarea canalului radio. Perturbații. Modele de propagare
Parametrii legăturii radio și bugetul legăturii
Comunicații radio de bandă largă
Comunicații prin satelit
Comunicații radioreleu
Comunicații mobile celulare
Compatibilitatea electromagnetică a sistemelor de radiocomunicații
Intercepția, localizarea și bruiajul în comunicațiile radio
Tehnologii reprezentative pentru comunicațiile radio moderne: MIMO,
OFDM, SDR, CR

Comunicații radio
Cuprinsul cursului
Aspecte organizatorice
Introducere în comunicațiile radio
oSpectrul electromagnetic
oUndele radio
oDate și semnale pentru comunicații radio
oDe ce sunt necesare comunicațiile radio
oAvantajele și dezavantajele comunicațiilor radio
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio3

Comunicații radio
Aspecte organizatorice
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio45. Conturi de acces site eLearning AFT –centralizat 1. Conținuturi și activități din Fișa disciplinei
2. Condiții de evaluare
4. Adrese de email –centralizat prin șeful de grupă3. Caiet de notițe –pentru completările de pe tablă
6. Cercul de electronică

Comunicații radio
Conținuturi
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio51.Introducere în comunicațiile radio. Linia radio. Zgomotul electromagnetic
2.Modularea semnalelor
3.Modele și parametrii instalațiilor de emisie
4.Modele și parametrii instalațiilor de recepție
5.Caracterizarea canalului radio. Zgomote și perturbații
6.Parametrii legăturii radio și bugetul legăturii
7.Comunicații radio de bandă largă
8.Comunicații prin satelit
9.Comunicații radioreleu
10.Comunicații mobile celulare
11.Compatibilitatea electromagnetică a sistemelor de radiocomunicații
12.Intercepția, localizarea și bruiajul în comunicațiile radio
13.Tehnologii reprezentative pentru comunicațiile radio moderne: MIMO, OFDM, SDR, CR

Comunicații radio
Activități
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio6Seminar
Laborator 1. Oscilatoare de radiofrecvență
2. Amplificatoare de radiofrecvență
3. Modulatoare
4. Studiul echipamentelor radio pe frecvență fixă
5. Studiul echipamentelor radio cu salt de frecvență
6. Studiul produselor de intermodulații 1.Determinarea parametrilor liniilor radio
2.Calculul bugetului legăturii radio
3.Asignarea resurselor de frecvență în condiții CEM
4.Calculul fiabilității liniilor radioreleu
5.Calculul eficienței spectrale și eficienței în putere
6.Proiect Matlab cu determinări de parametri din comunicațiile radio

Comunicații radio
Condiții de evaluare
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio7Media finală:
•40% -evaluare continuă
•60% -evaluare sumativă
Condiție de promovare a examenului: minim 50%Evaluarea continuă (pe parcursul semestrului):
•25% -prezență + activitate în timpul orelor de laborator / seminar.
Atenție la telefoanele mobile!!!
•25% -Prezentare în fața colegilor a unui studiu despre o tehnologie / temă de Com Rd
•50% -Realizarea și prezentarea în fața colegilor a unei aplicații în Matlab.
•Atenție! Se vor pune la dispoziție teme pentru aplicații cu dificultate diferită
Evaluarea sumativă (la examenul de la sfârșitul semestrului):
•30% -Itemi cu răspunsuri multiple, din toată materia (curs + laborator + seminar)
•30% -3 subiecte scrise
•40% -Rezolvări de probleme
Condiție de promovare a examenului: minim 50%

Comunicații radio
Introducere în comunicațiile radio
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio8Avantajele și dezavantajele comunicațiilor radioSpectrul electromagnetic
Undele radio
De ce sunt necesare comunicațiile radio?Date și semnale pentru comunicațiile radio

Comunicații radio
Spectrul electromagnetic
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio9

Comunicații radio
Spectrul electromagnetic
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio10Gama (Română)Abrev .
RoFrecvența (Hz)Lungimea de undă
(m)Abrev .
EnGama (Engleză)HerțieneUnde defrecvență infrasonoră UFI < 3×101> 107ELF Extremely Low Frequency
Unde defrecvență sonoră UFS 3×101…3×102107…106SLF Super Low Frequency
Unde foarte lungi ( miriametrice ) UFL3×102…3×103106…105VF/ULFVoice Frequency
Ultra Low Frequency
3×103…3×104105…104VLF Very Low FrequencyRadioUnde lungi (kilometrice) UL 3×104…3×105104…103LF Low Frequency
Unde medii (hectometrice) UM 3×105…3×106103…102MF Medium Frequency
Unde scurte (decametrice ) US 3×106…3×107102…101HF High Frequency
Unde ultrascurte (metrice) UUS 3×107…3×108101…1 VHF Very High FrequencyMicro
undeUnde decimetrice Udm 3×108…3×1091…10-1UHF Ultra High Frequency
Unde centimetrice Ucm 3×109…3×101010-1…10-2SHF Super High Frequency
Unde milimetrice Umm 3×1010…3×101110-2…10-3EHF Extremely High Frequency
Infra
roșiiInfraroșii C IRC 3×1011…101410-4…3µm FIR FarInfrared
Infraroșii B IRB 1014…2,14 ×10143µm…1,4µm MIR Moderate Infrared
Infraroșii A IRA 2,14 ×1014…4×10141,4µm…0,75 µm NIR Near Infrared
Unde luminoase vizibile LV 4×1014…7,5 ×10140,75µm…0,4 µm VL Visible Light
Ultra
violeteUltraviolete A UVA 7,5×1014…9,55 ×10140,4µm…0,315 µm
NUV
EUVNear Ultraviolet
Extreme UltravioletUltraviolete B UVB 9,55 ×1014…1,07 ×10150,315µm…0,28 µm
Ultraviolete C UVC 1,07 ×1015…3×10150,28µm…0,1 µm
Raze X X 3×1016…3×10200,01µm…1 pmSX, HX Soft X-rays, Hard X-rays
Raze γ γ > 3×1020< 1pm γGamma Rays

Comunicații radio
Undele radio
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio11Undele radio reprezintă un domeniu restrâns al spectrului EM cuprins între 30 kHz și 300 GHz .
Undele radio reprezintă o formă de energie radiantă similară cu căldura sau lumina.
Undele radio nu pot fi auzite deoarece nu sunt unde acustice și nici nu pot fi văzute deoarece
din întreg spectrul electromagnetic doar gama undelor luminoase poate fi percepută de ochiul
uman.
Deși acestea nu pot fi văzute sau auzite, prezența lor poate fi detectată cu ajutorul unor
dispozitive de măsură.
Acțiunea microundelor asupra corpului uman poate fi percepută sub formă de căldură (a se
vedea principiul de funcționare a cuptorului cu microunde)

Comunicații radio
Comparație unde acustice vs. unde din spectrul vizibil
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio12Unde sonore Lumină
Viteza înaer ≈330 m/s ≈300 000 000 m/s
Forma Undă înmișcare Undă înmișcare
Tipul undei Longitudinală Transversală
Mediul detransmisie Toate substanțele Vidul șitoate substanțele înafara
celor opace
Relația dintre densitatea
mediului șivitezăCucâtmediul este mai dens cuatât
viteza este mai mareCucâtmediul este mai dens, cuatât
viteza este mai mică
Senzația produsă Auzită Văzută
Variații însenzațiile produse Frecvențe joase –note joase
Frecvențe înalte –note înalteFrecvențe joase –lumină roșie
Frecvențe înalte –lumină violet

Comunicații radio
Date vssemnal
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio13Data = informație formatată într -o formă care poate fi descifrată de om /mașină
Ex. : voce, muzică, imagini, fișiere
Semnal = reprezentare electrică sau electromagnetică a datelor
Ex.: energia poate fi transmisă pe căi fizice de legătură prin medii de transmisie. Pentru a
fi transmise datele trebuie transformate în energie sub forma semnalelor
electromagnetice .
Transmisia = procesul de comunicare / transmitere a datelor prin procesare și propagare

Comunicații radio
Reprezentarea semnalelor
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio14Semnalul se poate reprezenta în 3 trei dimensiuni diferite:
1. în timp –axa orizontală este timpul și graficul reprezintă valoarea semnalului într-un punct din
spațiu ca o funcție de timp
3. În frecvență –axa orizontală este domeniul frecvențelor iar semnalul este reprezentat prin
valoarea componentelor sale spectrale într -un punct din spațiu2. În spațiu –axa orizontală este o dimensiune a spațiului și graficul reprezintă valoarea semnalului
într-un punct din timp ca o funcție de spațiu

Comunicații radio
Analog vsdigital
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio15Date analogice = variabila de reprezentare ia valori continue într -un anumit interval (ex. voce,
temperatură)
Date digitale = variabila de reprezentare ia valori discrete într -un interval dat (un număr finit și
contorizabil) (ex., text, imagini digitale, etc.)
Semnal analogic –semnal care este continuu în timp și care poate lua un număr infinit de valori într –
un interval dat (continuu atât în timp cât și în valori)
Semnal discret (digital) –semnal care este continuu în timp dar care poate avea numai un număr
limitat de valori posibile (menține în timp un nivel constant după care schimbă nivelul cu un alt nivel
constant din valorile posibile)3

Comunicații radio
Semnale analogice simple și compuse
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio16Semnalele analogice simple = semnale care nu pot fi descompuse în semnale mai simple
•Unda sinusoidală –formă fundamentală a semnalelor analogice; poate fi descrisă matematic cu
ajutorul a trei parametri:
A-amplitudinea semnalului = valoarea absolută cu intensitatea cea mai mare [V]
f –frecvența = numărul de perioade într -o secundă [Hz]= [1/s], inversul perioadei [T]
ϕ –faza = poziția absolută a formei de undă relativ la o origine arbitrară ; unitate de măsură : grade
[°]sau radiani [rad](originea este de obicei considerată la ultima trecere prin zero de la valori
negative spre valori pozitive)𝑠(𝑡)=𝐴∙sin(2𝜋𝑓𝑡+𝜑)
Semnalele analogice compuse = semnale compuse din mai multe unde sinusoidale

Comunicații radio
De ce sunt necesare comunicațiile radio?
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio17Comunicații (telecomunicații) = transmitere de informație (exemplu: semnale de orice fel, simboluri,
voce, imagini, filme, pagini web, …
Cum se poate transmite informație: ex: prin unde acustice
Unde acustice viteza de propagare = viteza sunetului 330m/s
Atenuarea undelor acustice foarte mare distanțe mici de legătură
Dezavantaje :
•viteză de propagare mică,
•antene mari,
•interferențe puternice deoarece toți utilizatorii ar vorbi deodată, în același spațiuPentru „cuplarea” undei electromagnetice la mediul de transmisie este necesară o antenă a cărei
dimensiune este dependentă de lungimea de undă ( λ)
c = λf
c-viteza luminii, f –frecvența semnalului care se dorește a se transmite
Exemplu pentru semnalul vocal f= 3 kHz λ=105m
•Mărimea antenei necesare ≈ λ=105m
•Antenă practic nerealizabilă
Pentru a realiza comunicații radio este nevoie de antene cu dimensiuni realiste

Comunicații radio
De ce sunt necesare comunicațiile radio?
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio18Unde electromagnetice viteza de propagare ≈c -viteza luminii în vid
Unda electromagnetică (de orice frecvență) este folosită cu rol de purtător (transportator de
informație) unda în sine nu conține informație, ea transportă informația prin modificarea unuia
dintre parametrii săi •Poștă clasică: mesager, porumbei, sistem de poștă
•Nori de fum = optic
•Simboluri optice între turnuri aflate în vizibilitate optică
•Semnale electrice transmise prin cabluri
•Telepatie?
Care este cea mai rapidă metodă? Dar cea mai sigură?•….. Semnale electromagnetice transmise prin medii care permit trecerea undelor
electromagnetice ? Am putea transmite informația prin alte metode?

Comunicații radio
Avantajele comunicațiilor radio
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio19Avantajele metodei de transmisie a informației prin unde electromagnetice:
•Cea mai rapidă soluție de transmitere a informației
•Permite transmisia informației la distanțe mari cu minim de infrastructură
•Informația se poate transmite la mai mulți corespondenți deodată (difuziune în rețea)
•Sistemele de comunicații se pot desfășura rapid
•Ariile de legătură acoperite sunt cele mai diversificate: apă, aer, spațiu cosmic
•Permite realizarea simultană a mai multor convorbiri fără a se deranja reciproc
•Permite realizarea legăturii din mișcare

Comunicații radio
Dezavantajele comunicațiilor radio
Tema 1. Introducere în comunicațiile radio20Generale:
•Calitatea legăturii depinde de mediul de propagare. Legătura radio nu este 100% sigură niciodată
•Cantitatea de informație care se poate transmite printr -o legătură radio (rata de transfer a datelor)
este întotdeauna mai mică (cu aproximativ un factor de mărime) decât cea care se poate transmite
prin cablu (dacă ne raportăm la același nivel tehnologic).
Cu specific militar:
•Legăturile radio pot fi perturbate prin bruiaj
•Legăturile radio pot fi interceptate de inamic
•Inamicul poate desfășura acțiuni de dezinformare = interceptare și retransmitere a altei informații
•Prin goniometrare, inamicul poate localiza emițătorul, în scopul distrugerii fizice a acestuia