2. Розрахунок статистичних характеристик і параметрів інформаційного сигналу

2.1. Структурна схема системи передачі інформації

В ряді випадків виникає проблема передачі непереривного повідомлення по дискретному каналу зв'язку. Ця проблема вирішується при використанні змішаної системи зв'язку. Однією з таких систем є система передачі непереривного повідомлення методом імпульсно-кодової модуляції (ІКМ). Структурна схема такої системи приведена на рисунку 1.

Рис.1. Структурна схема системи передачі інформації

Вона складається з джерела повідомлень (ДП), аналого-цифрового перетворювача (АЦП), двійкового дискретного каналу зв'язку (ДКЗ), складовою частиною якого є непереривний канал зв'язку (НКЗ), цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) і одержувача повідомлень (ОП).

Джерело повідомлень - це окремий об'єкт або система, інформацію про стан або поведінку якого необхідно передати на деяку відстань. При цьому під об'єктом або системою розуміють людину, ЕОМ, автоматичний пристрій чи ін.

Передана ДП інформація є непередбаченою для одержувача. Тому кількісну міру переданої по системі інформації в теорії електрозв'язку відтворюють через статистичні (імовірності) характеристики повідомлень сигналів. Повідомлення - фізична форма відображення інформації.

Часто повідомлення передають як змінні у часі струм або напругу, відтворюючи передану інформацію. Наприклад, в телефонії - це зміна струму мікрофона під дією звукового тиску; в телебаченні - це зміна напруги на виході відикона при зміні яскравості або барвистості відображеного об'єкта тощо.

У ПРД повідомлення g(t) спочатку фільтрується з метою обмеження його спектра деякою верхньою частотою . Це необхідно для ефективного подання відгуку фільтра низьких частот (ФНЧ) x(t) у вигляді послідовності відліків , які спостерігаються на виході дискретизатора. Фільтрація пов'язана з внесенням похибки , якам відповідає тій частині повідомлення, яка зникає в ФНЧ. Потім відліки квантуються за рівнем.

Процес квантування пов'язаний з нелінійним перетворенням непереривнозначних відліків в дискретно значні , , що також вносить похибку, яка називається погрішністю (шумом) квантування . Квантовані рівні потім кодують двійковим безнадлишковим кодом.

Послідовність кодових комбінацій утворює сигнал ІКМ, який подається на модулятор - пристрій, призначений для узгодження джерела повідомлень з лінією зв'язку. Модулятор формує лінійний сигнал , який являє собою електричне або електромагнітне коливання, здібне поширюватися по лінії зв'язку і однозначно зв'язане з переданим повідомленням (у даному випадку - з цифровим сигналом).

Сигнал утворюється в результаті модуляції - процесу зміни одного або декількох параметрів переносника по закону модулюючого цифрового сигналу. При використанні гармонійного переносника розрізнюють сигнали амплітудної, частотної і фазової модуляції (AM, ЧМ, ФМ), у випадку імпульсної несучої – дискретної амплітудної, частотної і відносної фазової модуляції (ДAM, ДЧМ, ДВФМ). Сигнал модуляції передається по гаусівському непереривному каналу зв'язку (НКЗ).

Для запобігання позасмугових випромінювань в одноканальній системі передачі інформації або при організації багатоканального зв'язку, а також для установлення потрібного відношення сигнал/шум (ВСШ) на виході приймача, лінійний сигнал фільтрується і підсилюється у вихідному каскаді ПРД.

Сигнал з виходу ПРД надходить в лінію зв'язку, де на нього накладається перешкода n(t). На вхід ПРМ діє суміш z(t)= S(t)+ n(t) переданого сигналу і перешкоди. У вхідному каскаді ПРМ z(t) фільтрується і попадає на детектор.

При демодуляції з прийнятого сигналу вичленяється закон зміни інформаційного параметра, який у даній курсовій роботі пропорційний цифровому сигналу. При цьому для розпізнання переданих двійкових символів до виходу демодулятора підключається рішаючий пристрій (РП). При передачі двійкових сигналів по ДКЗ, наявність перешкод в НКЗ приводить до неоднозначних рішень (помилок) РП, що в свою чергу викликає невідповідність переданих і прийнятих кодових комбінацій.

В приймачі (ПРМ) системи прийнята суміш сигналу і шуму z(t) = S(t)+n(t) підлягає когерентній (КО) або некогерентній (НО) обробці з наступним поелементним прийняттям рішення методом однократного відліку. Прийом сигналу ДВФМ здійснюється методом порівняння фаз (ПФ) або методом порівняння полярностей (ПП).

Для відновлення переданого неперервного сигналу повідомлення g(t), а саме, для отримання його оцінки , прийняті кодові комбінації підлягають декодуванню, інтерполяції і низькочастотній фільтрації. При цьому в декодері по двійковим кодовим комбінаціям відновлюються L-ічні рівні , , .

Наявність помилок в ДКЗ приводить до помилок передачі в L- ічному ДКЗ і відповідно до виникнення шуму передачі . Сукупна дія похибки фільтрації, шумів квантування і передачі приводить до неоднозначності між переданим і прийнятим сигналами повідомлень .

В системах передачі неперервних повідомлень вірність (якість) передачі буде задовільною, якщо сумарна відносна похибка (СВП) відновлення не перевершує допустиму, а саме δ_Σ < δ_доп.