Лабораторная работа №1
”Помехоустойчивость телекоммуникационных систем“
Цель: Исследование помехоустойчивости телекоммуникационных систем, изучение некоторых видов помех, кодов, исправляющей способностью кода.
Теоретические сведения:
Под помехами понимаются любые возмущения в канале передачи информации, вызывающие случайные отклонения принятого сообщения от переданного. Помехи обычно классифицируются по месту их возникновения, по статистическим свойствам и по характеру их воздействия на полезный сигнал.
По месту возникновения помехи можно разделить на внешние и внутренние. К внешним помехам относятся помехи, источники которых находятся вне системы передачи информации. Сюда можно отнести:
1. Атмосферные помехи (вызванные грозовыми разрядами);
2. Космические помехи, вызванные радиоизлучением Солнца и других небесных тел;
3. Промышленные помехи, обусловленные работой различных электрических устройств и агрегатов.
Внутренние помехи возникают в самой аппаратуре системы передачи информации. Сюда можно отнести помехи в виде тепловых шумов электронных ламп, полупроводниковых приборов; помехи вызванные изменением параметров линий связи, влиянием линий друг на друга; и т.д.
По своим свойствам помехи могут быть детерминированными и случайными, Защита против детерминированных помех не вызывает особых затруднений, В дальнейшем рассмотрим только случайные помехи.
Все случайные помехи можно объединить в три группы:
1. Импульсные помехи;
2. Флуктуационные помехи;
3. Синусоидальные помехи.
Импульсные помехи представляют в общем случае последовательность импульсов произвольной формы со случайными амплитудой, длительностью и моментом появления. Характерной особенностью импульсных помех является то, что переходные процессы, вызванные в аппаратуре каким—либо импульсом, успевают практически затухнуть до появления следующего импульса.
Характерными примерами являются помехи от грозовых разрядов, от системы зажигания двигателей внутреннего сгорания, помехи, связанные с коммутационными процессами и т.п.
Флуктуационная помеха представляет собой совокупность большого числа кратковременных нерегулярных импульсов со случайными параметрами. Переходные процессы от воздействия отдельных импульсов, накладываясь друг на друга, образуют непрерывный случайный процесс.
К таким помехам можно отнести:
1. Тепловые шумы сопротивлений и полупроводниковых приборов, дробовой эффект электронных ламп;
2. Космические помехи;
3. Атмосферные помехи в диапазоне коротких волн и пр.
Синусоидальные помехи представляют собой синусоидальные колебания со случайно изменяющейся амплитудой, фазой и частотой. В качестве источников синусоидальных помех могут быть посторонние радиоустановки, генераторы переменного тока и пр.
По характеру воздействия на полезный сигнал помехи подразделяются на аддитивные и мультипликативные. Аддитивная помеха — это помеха, представляемая не зависящим от сигнала случайным слагаемым. Мультипликативная помеха — это помеха, представляемая не зависящим от сигнала случайным множителем. Подавляющая часть встречающихся на практике помех принадлежит к группе аддитивных помех. Характерным примером мультипликативной помехи является искажение сигнала за счет случайных изменений характеристик канала передачи связи.
Все случайные помехи представляют собой случайный процесс и описываются с помощью функций распределения вероятностей либо числовых характеристик в виде моментов распределения.
Для
оценки степени различия между двумя
произвольными комбинациями данного
кода используется характеристика,
получившая название расстояния между
кодовыми комбинациями. Наименьшее
расстояние между кодовыми комбинациями
называют кодовым расстоянием и обозначают
.
Это очень важная характеристика кода,
ибо именно она характеризует его
корректирующие способности.
Одной из основных характеристик корректирующего кода является его способность обеспечить правильный прием кодовых комбинаций при наличии искажений под воздействием помех, т.е. помехоустойчивого кода. Помехоустойчивость кодов количественно оценивается величиной:
,
(1.3.1)
где
— вероятность неправильного приема
кодовой комбинации, которая зависит от
способа передачи и проверки, а также от
значности кода
и вероятности искажения одного символа
кодовой комбинации под воздействием
помех.
Значность
простого кода определяется из соотношения:
,
откуда
.
”Помехоустойчивость простого кода при передаче под воздействием помех”
Циклический код