1.3. Описание непрерывного канала

Пропускная способность С определяется наибольшей возможной скоростью передачи информации.

Скоростью передачи информацию называется отнесенное к единице времени количество взаимной информации между передаваемым сигналом S(t) и принимаемым сигналом S^*(t)

I^’(S,S^*)=I(S,S^*)=H^’(S) - H^’(S/S^*)=H^’(S^*) - H^’(S^*/S),

где H^’(S) и H^’(S^*) – энтропии входного и выходного сигналов, H^’(S/S^*) и H^’(S^*/S) – условные энтропии.

Если входной сигнал u(t) узкополосный, то его можно представить в квазигармонической форме u(t)=A(t)cos(w₀t+Ф(t)), где A(t) и Ф(t) - медленно меняющиеся функции.

При достаточно малом времени задержки  в КС сигнал на выходе канала определится формулой

u^*(t)=kA(t-)cos[w₀(t-)+Ф(t-)]kA(t)cos[w₀t+Ф(t)+_k],

где _k=w₀ - фазовый сдвиг в КС.

Если u(t) - случайный процесс, а ЛС как линейная цепь с постоянными параметрами характеризуется своей импульсной реакцией g(t),то процесс на выходе непрерывного КС определится формулой

.

Пусть u(t) – сигнал на входе, а u^*(t) – сигнал на выходе непрерывного КС.

Ограничения на входной сигнал задают указанием допустимой пиковой мощности и средней мощности передаваемых сигналов, а также указанием полосы передаваемых частот от f_Н до f_В. Величина F=f_В-f_Н называется шириной полосы пропускания канала.

Преобразование u(t)u^*(t) сводится к четырем факторам:

- изменение масштаба (усиление или ослабление);

- смещение во времени (задержка);

- искажения формы;

- воздействие помех.

Эквивалентная схема замещения непрерывного КС представлена на рис.1.4 [3].

Рис.1.4

1.4. Помехи в каналах связи

Помеха – мешающий передаче сигналов фактор. Совокупность мешающих факторов классифицируют в зависимости от характера воздействия на сигнал, причины и места возникновения, спектрального состава и методики оценки. По характеру воздействия различают аддитивную и мультипликативную помехи.

При аддитивных помехах некоторая электрическая величина u_п(t) суммируется с сигналом u^*(t)=u_с(t)+u_п(t). Степень воздействия определяется соотношением мощностей сигнала и помехи.

Аддитивная помеха обуславливается возникновением в КС случайных ЭДС. Основными причинами аддитивных помех являются различного рода флуктуации, конструктивные недостатки аппаратуры, помехи за счет попутных сигналов и нелинейных переходов.

Мультипликативная помеха рассматривается как электрическая величина, воздействие которой определяется - u^*(t)=u_с(t) u_п(t).

Мультипликативные помехи обуславливаются случайными изменениями коэффициентов передачи КС. Основные причины мультипликативных помех:

- неточная компенсация изменений амплитудно-частотной характеристики (АХЧ) линейного тракта системами автоматического регулирования уровня (АРУ) сигнала;

- неисправность в устройствах АРУ;

- ошибочные действия технического персонала;

- нарушения контактов в местах соединений;

- переключения генераторного оборудования;

- переключения дистанционного и станционного питания.

Наиболее распространенной моделью непрерывного КС с аддитивной помехой является гауссовый канал. Помеха в нем аддитивна ((t)=1) и представляет собой нормальный эргодический процесс с нулевым математическим ожиданием. Одномерная плотность вероятности этого процесса имеет вид

.

Дисперсия ² есть средняя мощность помехи, рассеиваемая на сопротивлении R=1 Ом. Такая помеха называется белым шумом.

Если в канале присутствует только мультипликативная помеха, то он называется каналом с релеевскими замираниями. Плотность величин (t)H(t) определяется релеевским распределением: