Изкривяване на сигнала и смущения в комуникационния канал

Работни страници

изкривяване

сигнала

Съдържанието на произведението

1.4. изкривяване на сигнала и смущения в комуникационния канал

1. Теория на електрическата комуникация / Изд. Д.Д. Кловски. - М.: Радио и комуникация, 1999. - S.17-18, 145-147.

2. Наръчник по теоретичните основи на радиоелектрониката / Изд. Б.Х. Кривицки. - М.: Енергия, 1977. - Т.2. стр.138-140.

Преминавайки през комуникационния канал, сигналът претърпява редица промени. Тези промени се свеждат до затихване, изкривяване на сигнала и налагане на смущения върху него.

Изкривявания се наричат ​​нежелани промени в предавания сигнал, включително промени, причинени от появата на допълнителни сигнали, произтичащи от преминаването на самия предаван сигнал през комуникационния канал.

В зависимост от редовността на появата на изкривявания се разграничават канали с детерминистични и случайни изкривявания.

Детерминистичните изкривяванияв реалните комуникационни канали се разделят на:

  • линейни изкривявания, свързани с наличието на честотно-селективни вериги (филтри в приемника и предавателя, антени, коаксиални и вълноводни линии и др.);
  • нелинейни изкривявания, причинени от нелинейността на амплитудните характеристики на определени технически устройства.

Случайните изкривяваниясе определят от средата на разпространение и са свързани главно с преминаването на сигнала от предавателя към приемника по различни начини (лъчи), което води доразсейванена сигнала. В този случай импулсен сигнал, преминаващ през няколко независими пътя с различна дължина, се приема няколко пъти (фиг.1.4.1,а). Тъй като броят на разсейвателите в непосредствена близост до PS се увеличава, получените импулси се сливат (Фиг.1.4.1,b) в единичен непрекъснат разтегнат сигнал, който по този начин моженадхвърля определения за него интервал от време и изкривява следващия предаден знак.

За да се предотврати междусимволна интерференция поради разсейване, е необходимо да се намали скоростта на предаване на информация, като се предвидят специални интервали от време на изчакване по време на предаване.

  • дискретно разсейване, когато закъснението между сигналите в съседните лъчи е относително голямо и те могат да бъдат разделени;
  • дисперсионно разсейване, когато закъснението между съседни лъчи е безкрайно малко.

смущения

Смущениее всяко случайно въздействие върху сигнала, което влошава верността на възпроизвеждането на предаваните съобщения. Интерференцията е много разнообразна както по своя произход, така и по физични свойства.

Смущението се наричадобавено, ако в комуникационния канал е добавено към сигнала

.

Ако ефектът от смущението се сведе до умножаване на сигнала чрез някакъв временен случаен процес, тогава такова смущение се наричамултипликативно

.

Мултипликативната интерференция се проявява в случайни промени в характеристиките на радиоканала.

Въпреки голямото разнообразие, адитивните смущения се разделят на три групи според тяхната електрическа и статистическа структура:

  • концентриран по честота (теснолентов);
  • концентриран във времето (импулс);

Теснолентова интерференцияе интерференция, чиято спектрална плътност на мощността (PSD) заема относително тясна честотна лента, значително по-малка от честотната лента на сигнала. Най-често се причинява от сигнали от външни радиостанции, излъчване от високочестотни генератори за промишлени и медицински цели и умишлени смущения.

Импулсната интерференцияе произволна последователностимпулси, които следват толкова рядко, че отговорът на приемника на текущия импулс има време да избледнее до пристигането на следващия.

сигнала

Основният източник на импулсни смущения (IP) са системите за запалване на двигатели с вътрешно горене на движещи се обекти. Експериментално е установено, че SPM IP от системата за запалване заема областта от десетки kHz до единици GHz и значително зависи от механичните параметри на системата за запалване. Във времевата област IP от системата за запалване е последователност от изблици на кратки импулси (фиг. 1.4.2). Продължителността на един импулс в пакет е около десети - единици наносекунди, а продължителността на целия пакет е от единици до десетки микросекунди. Скоростта на повторение на импулса в пакет зависи от геометричните размери на елементите на системата за запалване и може да варира от 100 до 300 MHz.

Променливите смущениясе генерират от различни произволни токове и напрежения в елементите на оборудването от средните им стойности. Флуктуационният шум най-често е нормален стационарен случаен процес с нулево математическо очакване. Обикновено има равномерен PSD в толкова широка честотна лента, че смущението може да се счита за "бял" шум.

Средна мощност на термичните колебания

, където е константата на Болцман;

- температура на "шумния" елемент;

- честотна лента на приемащото устройство.

В зависимост от произхода смущенията се делят на естествени и изкуствени.Естествените смущениявключват:

а)външни смущения: атмосферни, генерирани от електрически процеси в атмосферата, главно гръмотевични разряди; космически, причинени от електромагнитно излъчване от Слънцето, звездите и Галактиката; спорадични (нередовни) електромагнитни излъчванияоколоземното пространство, причинено от потоци от заредени частици в йоносферата и магнитосферата; отражения от метеорологични образувания (дъжд, сняг, градушка, облаци), земни и водни повърхности и др.;

b)вътрешен шум(или вътрешен шум в радио устройства). Основните източници са топлинен шум на съпротивления, шум на вакуумни тръби и полупроводникови устройства.

Освен това умишлената намеса в комуникационните системи на противника също принадлежи към изкуствените.