-
Каналы электросвязи. Математические модели каналов электросвязи.
-
Помехи и искажения в каналах электросвязи. Классификация помех и искажений. Отличие помех от искажений.
Сигнал на выходе канала связи отличается от переданного из-за искажений и помех, что является причиной воспроизведения сообщения с некоторой погрешностью (ошибкой).
Искажения в канале
Искажения – нежелательные изменения формы сигнала, которые обусловлены известными характеристиками канала, по которому проходит сигнал.
Различают искажения:
- Линейные (возникают в линейных звеньях канала). Линейные искажения делятся на амплитудно-частотные и фазочастотные. Причиной амплитудно-частотных искажений является нарушение соотношений между амплитудами, а фазочастотных – начальными фазами гармонических составляющих в спектре выходного сигнала по сравнению со спектром входного сигнала. Эти искажения определяются формой амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик канала;
- Нелинейные (возникают в нелинейных звеньях канала). Причиной нелинейных искажений является появление в спектре выходного сигнала гармонических составляющих, которых не было в спектре входного сигнала. Величину нелинейных искажений можно приблизительно оценить по амплитудной характеристике канала.
Т.к. искажения обусловлены известными характеристиками канала, то они в принципе могут быть устранены. Для этого используется коррекция характеристик канала.
Помехи в канале
Помеха – любое мешающее воздействие на сигнал, вызывающее случайные отклонения принятого сигнала от передаваемого.
1 По месту возникновения различают помехи:
- внешние (возникают вне канала связи):
- атмосферные. Связаны с электрическими процессами в земной атмосфере. Источники: грозовые разряды, полярные сияния, пылевые бури;
- космические. Связаны с электромагнитными процессами на внеземных объектах. Источники: Солнце, звезды, межзвездные газы;
- промышленные. Связаны с деятельностью человека. Источники: промышленные установки, медицинские установки, электротранспорт, линии электропередач;
- от посторонних средств связи. Связаны с нарушением регламента распределения рабочих частот, недостаточной стабильностью генераторов, плохой фильтрацией побочных гармоник излучаемых сигналов;
- внутренние (возникают в самом канале). Источники: тепловой шум (возникает в проводниках из-за теплового движения носителей зарядов) и дробовый шум (возникает на выходе электровакуумных и полупроводниковых приборов и обусловлен дискретной природой носителей заряда).
2 По характеру воздействия на сигнал различают помехи:
- аддитивные – помехи, мгновенные значения которых складываются с мгновенными значениями сигналов:
,
где
- принимаемое колебание;
-
передаваемый сигнал;
-
помеха.
Имеют место даже если сигнал отсутствует;
- мультипликативные – помехи, мгновенные значения которых перемножаются с мгновенными значениями сигналов:
.
Ощущаются только при наличии сигнала.
3 По форме различают помехи:
- флуктуационные (распределенные по частоте и времени) - непрерывные колебания, меняющиеся случайным образом. Спектр помех весьма широкий;
- гармонические (сосредоточенные по частоте) – гармонические или модулированные колебания с шириной спектра меньшей или соизмеримой с шириной спектра полезного сигнала;
- импульсные (сосредоточенные по времени) – помехи в виде одиночных коротких импульсов различной интенсивности и длительности, следующих один за другим через случайные достаточно большие промежутки времени.
Помехи заранее неизвестны и поэтому не могут быть устранены полностью.