Характеристики каналов связи

Каналы связи характеризуются тремя параметрами:

- временем использования Т_к (временем, в течение которого по каналу ведется передача сигнала);

- динамическим диапазоном D_к (выраженное в децибелах отношением максимальной неискаженной мощности сигнала, которая может быть передана по каналу, к минимальной мощности сигнала, при которой обеспечивается необходимая защищенность от помех);

- полосой пропускания ΔF_к – полоса частот, которую канал способен пропустить с выполнением требований к качеству передачи сигнала).

Произведение трех параметров канала называется его емкостью:

V_k=T_kD_kΔF_k.

Условие согласования сигнала с каналом: сигнал может быть передан по каналу, если его емкость не менее объема сигнала

V_c≤V_k.

В простейшем случае сигнал согласуется с каналом по всем трем параметрам:

T_c≤T_k, D_c≤D_k, ΔF_c≤ΔF_k.

Однако возможно и несоблюдение одного или двух неравенств при обеспечении главного. Это достигается обменом одного параметра на другой. Большой интерес представляет возможность обмена динамического диапазона на полосу пропускания.

ИСКАЖЕНИЯ И ПОМЕХИ В КАНАЛЕ

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.

12 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ СООБЩЕНИЙ»