1.6. Необхідність корекції лінійних спотворень при передаванні дискретної інформації

Вище ми розглянули якісну теорію впливу перешкоджаючих спотворень АЧХ і ФЧХ. Численні досліди і виміри, проведені на телефонних каналах, показали, що при передачі даних зі швидкістю, рівною чи вищою 4800 біт/с, лінійні спотворення (тобто спотворення АЧХ і ФЧХ) каналу стають головним перешкоджаючим фактором, відповідальним за неприпустиме зниження вірності передачі. Фізично лінійні спотворення при передачі даних виявляють себе у вигляді згадуваної вище міжсимвольної інтерференції. Розглянемо докладніше механізм її виникнення (рис. 1.18).

_{Рис. 1.18}

Припустимо, що канал зв'язку має імпульсну реакцію , а передача по ньому ведеться за допомогою амплітудно – імпульсної модуляції (АІМ). Хоча цей вид модуляції і не є найпоширенішим, вивчення такої широко використовуваної модуляційної системи, як амплітудно – фазова модуляція, може бути виконане на базі АІМ [10]. Сигнал АІМ на вході приймача, як відомо, має вигляд

,

де - інформаційний параметр, що приймає декілька (у найпрості - шому випадку, два) можливі значення; - запізнений на час відгук згадуваного вище еквівалентного каналу на короткий збуджуючий вплив (моделюючий - функцію). Для спрощення зображення цього сигналу – послідовності імпульсів, модульованих по амплітуді, на рис. 1.18 показані тільки дві посилки з ненульовою амплітудою, що відповідають моментам передачі і . Легко помітити, що “хвіст”, що тягнеться від першої посилки, інтерферує із другою посилкою в момент часу і заважає точному виміру її амплітуди, значення якої і несе на прийомний кінець передану інформацію.

Очевидно, для перетворення в нуль міжсимвольної перешкоди досить виконання умови селективності (вибірковості) імпульсної реакції

(1.32)

де - відмінна від нуля константа.

Перетворена в частотну область умова (1.32) висуває наступну вимогу до передатної функції каналу: для відсутності міжсимвольної перешкоди повинна виконуватися рівність

(1.33)

(так званий критерій Найквіста відсутності міжсимвольної інтерференції [10, 11]).

Зауваження 1.5. Можна довести, що умова (1.33) виконується як для «класичного» ідеального фільтра, що не вносить спотворень у переданий у смузі частот , , сигнал, так і для нескінченного числа інших передатних функцій, приклади яких дані на рис. 1.19 (крива 1 – прямокутна («ідеальний» фільтр), крива 2 - трикутна , крива 3 – косинусквадратна ( )).

На практиці передатні функції телефонних каналів у їх «природному» вигляді ніколи не задовольняють критерію Найквіста. Тому виникає необхідність у їхньому виправленні, чи, як ще кажуть, корекції, тобто в приведенні до вигляду, приклади якого показані на рис. 1.19.

Для реалізації цієї ідеї були запропоновані і розроблені спеціальні пристрої — коректори, що дозволяють (у багатьох випадках автоматично) здійснювати корекцію частотних характеристик, що мають дуже великі спотворення. Не буде перебільшенням сказати, що коректори оптимізують, до того ж автоматично, умови роботи апаратури передачі даних.

Які ж принципи роботи цих самонастроювальних пристроїв, необхідність використання яких для передачі даних зі швидкістю 4800 і 9600 біт/с зазначена в рекомендаціях V-27 і V-29 [12] МККТТ, а також гостована (ГОСТ 26532—85 [13])?

Сутність задачі побудови коректорів вивчається в главі 2, а методи їх оптимізації - у главах 3 і, головним чином, 4.