Санкт- Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. профессора М. А. Бонч-Бруевича
Кафедра «Теории электрических цепей и связи»
Общая теория связи |
Лекция |
#1 |
32 |
Санкт- Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. профессора М. А. Бонч-Бруевича
Кафедра «Теории электрических цепей и связи»
Под каналом связи в теории и технике электрической связи принято понимать совокупность средств, включая физическую среду, которая обеспечивает передачу сигналов от источника к получателю сообщений
Классификация каналов связи
по назначению – на телеграфные, фототелеграфные, телефонные, телевизионные,
телеметрические, каналы звукового вещания, телеуправления, передачи данных и т.д.;
по виду используемой среды – на проводные (воздушные, кабельные, волноводные,
световодные) и радиоканалы (радиорелейные, ионосферные, тропосферные, метеорные, спутниковые, космические); применяют также акустические каналы подводной связи, использующие ультразвуковые колебания;
по характеру связи входных и выходных сигналов – на линейные и нелинейные,
стационарные и нестационарные, детерминированные и случайные (стохастические);
по количеству независимых переменных в описании сигналов – на временные и
пространственно-временные;
по характеру входных и выходных сигналов – на непрерывные (аналоговые),
дискретные (цифровые), полунепрерывные (дискретно-аналоговые и аналого-дискретные). Эта классификация, как и любая другая, является условной и может дополнена
Общая теория связи |
Лекция |
#1 |
33 |
Санкт- Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. профессора М. А. Бонч-Бруевича
Кафедра «Теории электрических цепей и связи»
Преобразователь. В телефонии - микрофон. В телеграфии с помощью телеграфного аппарата (телетайпа) оператор заменяет последовательность знаков сообщения (букв, цифр) последовательностью двоичных символов (0 и 1) в виде посылок постоянного тока. В телевидении при передаче изображения преобразователем является передающая телевизионная трубка.
Кодирование - преобразование дискретного сообщения в последовательность кодовых символов, осуществляемое по определенному правилу. При этом каждому элементу сообщения присваивается определенная совокупность кодовых символов, которая называется кодовой комбинацией (кодовым словом). Вся совокупность кодовых комбинаций называется кодом.
Примеры кодов.
Общая теория связи |
Лекция |
#1 |
34 |
Санкт- Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. профессора М. А. Бонч-Бруевича
Кафедра «Теории электрических цепей и связи»
Модуляцией называют преобразование исходного сигнала в другой сигнал путем изменения параметров сигнала-переносчика в соответствии с преобразуемым (модулирующим) сигналом. В качестве сигнала-переносчика информации чаще всего применяют гармоническое высокочастотное
колебание. |
S t U cos t |
Если выбрано гармоническое колебание |
то можно реализовать два вида модуляции: амплитудную (АМ), и угловую (УМ).
В свою очередь угловая модуляция может осуществляться двумя способами: изменением полного фазового угла пропорционально модулирующему сигналу – фазовая модуляция (ФМ), и изменением полного фазового угла пропорционально интегралу от мгновенной частоты - частотная модуляция (ЧМ).
При использовании в качестве управляющего колебания закодированной последовательности двоичных кодовых символов имеем дискретную (цифровую) модуляцию, которую принято называть
манипуляцией
Один Бод соответствует передаче одной электрической посылки в течение одной секунды
Общая теория связи |
Лекция |
#1 |
35 |
Санкт- Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. профессора М. А. Бонч-Бруевича
Кафедра «Теории электрических цепей и связи»
3.Классификация сигналов в каналах связи
Втеории электрической связи при описании сигналов и помех возникает задача поиска математических моделей, которые бы с необходимой степенью точности отображали реальные процессы в каналах передачи информации. Поскольку сигналы являются электрическими колебаниями, меняющимися во времени, то в качестве их базовой математической модели используется временная функция или осциллограмма. По виду осциллограммы сигналы
бывают:
|
|
СИГНАЛЫ |
|
|
ток |
i(t) напряжение u(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Непрерывные во времени |
Дискретные по времени |
Дискретные во времени и уровню |
|
(аналоговые) |
непрерывные по уровню |
(цифровые ) |
|
|
|
|
|
ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ
Периодическ |
|
Не |
|
ие |
|
периодически |
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
Т-финитные |
|
|
|
(Импульсы) |
|
|
|
|
|
Общая теория связи
#1
СЛУЧАЙНЫЕ
|
|
|
Гауссовые |
Не |
|
|
гауссовые |
|
|
|
Лекция
36
Санкт- Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. профессора М. А. Бонч-Бруевича
Кафедра «Теории электрических цепей и связи»
Модели сигналов
Сигналы электрической природы формируются в радиотехнических цепях и системах.
Свойства сигналов исследуются с использованием их математических моделей.
Естественной формой представления сигнала считается его описание
некоторой функцией времени s(t) i(t), u(t) , когда зависимой переменной чаще всего является ток или напряжение.
Сигналы, как и сообщения, могут быть дискретными или аналоговыми (континуальными) в зависимости от того, рассматриваются ли они как функции дискретного или непрерывного времени.
Зависимая переменная - ток i(t) или напряжение u(t) также может быть дискретной или непрерывной, в соответствии с чем можно различать четыре типа сигналов:
*Аналоговые* *Квантованые* *Дискретные* *Цифровые*
Общая теория связи |
Лекция |
#1 |
37 |
Общая теория связи |
38 |
|
Лекция #1 |
||
|
Временная область анализа и синтеза сигналов
Анализ сигналов во временной области заключается в исследовании динамически изменяющихся свойств и характеристик сигналов, описываемых соответствующими математическими моделями s(t). Как правило свойства сигналов определяются временной формой изменения мгновенных значений напряжения u(t) или i(t) тока, вызываемых сигналом на единичной резистивной нагрузке. Интерес представляют такие временные характеристики как длительность сигнала τ, период повторения T мгновенных значений или отсутствие таковой в сигнале, а соответственно и частота повторения f=1/T , измерямая в [Гц]. Анализируется наличие и величина экстремальных мгновенных значений Uмакс Uмин, мощность
выделяемая на единичной нагрузке p(t), эффекты взаимного влияния нескольких сигналов на суммарную энергию выделяемую на нагрузке при одновременном и не одновременном появлении сигналов (в разные моменты времени), оцениваемую ковариационной функцией сигналов B(t2-t1), что может позволить определять степень похожести сигналов.
Возможны и другие анализируемые характеристики сигналов, порой весьма специфические, но необходимые для реализации практических целей в телекоммуникациях.
Общая теория связи |
39 |
|
Лекция #1 |
||
|
Динамические модели сигналов во временной области.
Динамическое представление сигнала основано на суперпозиции элементарных «импульсов» некоторой «простой» формы
Моделирование и анализ линейных стационарных систем обработки сигналов произвольной формы в динамическом представлении базируется на разложении сигналов по единичным импульсам простейшей формы. К таким относится дельта-импульс Дирака и его дискретный эквивалент импульс Кронекера.
Динамическая форма представления сигналов соответствует естественному математическому описанию сигнала в виде функций независимых переменных (аргументов) в реальном (текущем) масштабе времени.
Динамические модели сигналов позволяют определять текущие значения сигналов в любых системах по заданным априори математическим функциям описания физических процессов в реальных физических системах.
Достоинство динамических моделей - их универсальность.
Основные математические инструменты реализации - дифференциальные уравнения и интеграл Дюамеля, для цифровых сигналов - разностные уравнения и операция свертки.
Общая теория связи |
Лекция #1 |
40 |
«Простой» сигнал - дельта- функция Дирака
|
0, t t3 |
|
||
t t3 |
|
|
|
|
0, t t3 |
( t t3 )dt 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
, t t |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Фильтрующее |
||||
свойство |
|
|||
|
|
S tk |
s( t ) ( t tk )dt |
|
Динамическая модель сигнала с использова Дирака:
S t s( ) ( t )d
Общая теория связи |
41 |
|
Лекция #1 |
||
|