Виды помех в канале связи

Помехи в канале связи возникают по следующим причинам:

1. Влияние посторонних электромагнитных процессов.

2. Нестабильность коэффициента передачи канала во времени.

В зависимости от механизма действия помех их разделяют на аддитивные и мультипликативные.

Аддитивной помехой называется помеха, которая алгебраически складывается с сигналом:

где сигнал на входе приемника,

сигнал на выходе передатчика,

помеха, действующая в канале связи.

Источником аддитивной помехи могут быть природные явления (грозовые разряды, ионизация атмосферы и др.), промышленные электроустановки (электрифицированный транспорт, ЛЭП, электродвигатели станочного привода и пр.). Также возможны влияния со стороны соседних каналов связи (переходные помехи). В свою очередь, переходные помехи подразделяется на:

а) флуктуационные,

в) импульсные,

с) гармонические.

Для передачи дискретных сигналов наиболее опасной является импульсная помеха, так как она может уничтожить элементарный импульс, что приведет к ошибкам в принимаемой информации.

Мультипликативная помеха появляется из-за случайного изменения во времени коэффициента передачи канала вследствие нестабильности его параметров.

Выходной сигнал канала связи можно записать как произведение его входного сигнала (т.е. сигнал на выходе передатчика) на коэффициент передачи канала :

Аддитивная и мультипликативная помехи имеют случайный характер и действуют в каналах связи совместно, независимо друг от друга.

В реальных каналах наряду с плавным изменением коэффициента передачи наблюдаются его кратковременные скачкообразные изменения и кратковременные пропадания канала. Они возникают из-за плохих контактов в пайках, штепсельных и гнездовых разъемах, перегрузок линейных усилителей, несовершенства эксплуатации каналов и технологии измерения их характеристик.

В результате действия помех в канале связи форма принимаемых приемником импульсов отличается от формы импульсов переданных передатчиком.

Механизм появления искажений импульсов

Рассмотрим механизм появления искажений на примере прохождения некоторой импульсной последовательности по каналу с помехами. Пусть несущим сигналом является постоянный ток и применена однополюсная модуляция (ОПМ). Тогда импульсы на выходе передатчика имеют строго прямоугольную форму с основанием (длительность импульса) и высотой при передаче единичного элемента кодовой комбинации и при передаче нулевого элемента кодовой комбинации (рисунок, а)).

Канал связи обладает некоторым коэффициентом передачи, в результате амплитуда импульсов уменьшается (рисунок, б)), кроме того, канал вносит запаздывание в передаваемый сигнал (рисунок, в)).

Если параметры канала (его активное R, индуктивное L и емкостное C сопротивления) постоянны, то на выходе канала будут прямоугольные импульсы той же длительности , но с меньшей амплитудой и сдвинутые по временной оси на некоторое время запаздывания . При этом каждая граница каждого импульса сдвигается по оси времени на одну и ту же величину

Однако в линии действуют посторонние электромагнитные процессы – помехи (рисунок, г)), точный характер изменения которых неизвестен, возможно лишь оценивать границы их действия. В результате сигнал на выходе канала связи будет, в первом приближении, таким, как это показано на рисунке, д).

На входе приемника включено пороговое устройство (в теории передачи сигналов ее принято называть первой решающей схемой) с порогом срабатывания , в результате действия которой восстанавливается прямоугольная форма импульсов и их амплитуда увеличивается до . Однако длительность импульсов восстановить не удается из-за неравенства времени запаздывания их границ и резких кратковременных изменений амплитуды сигнала на входе приемника (рисунок, е)).

Явление изменения длительности импульсов на входе приемника по сравнению с длительностью импульсов на выходе передатчика, называют искажением элементарных импульсов. Из сравнения рисунков а) и е) следует, что амплитуда элементарных на выходе первой решающей схемы приемника восстановлена, а длительность искажена, т.е. произошло искажением элементарных импульсов: