Обобщенная схема системы передачи информации

Каналом передачи информации является совокупность средств, используемых для этой цели.

Радиотехническим каналом связи называется канал передачи информации с помощью электромагнитных колебаний.

Устройство, преобразующее информацию в электромагнитное высокочастотное колебание (радиосигнал), называется радиопередатчиком, а устройство, преобразующее принятый радиосигнал в информацию – радиоприемником. При прохождении радиосигнала от передатчика к приемнику по среде распространения (провод, волновод, свободное пространство) его параметры могут изменяться, в том числе и под влиянием различного рода помех. На рис.1 показана обобщенная блок-схема система передачи информации, из которой видно, что помехи могут оказывать влияние не только на сигнал, сформированный передатчиком, но и на сигнал, обрабатываемый приемником.

Рис. 1

В радиотехнической системе сигналы подвергаются различным преобразованиям. Некоторые из них являются обязательными для всех систем, независимо от назначения и характера передаваемой информации.

Передаваемый по каналу связи сигнал подвергается воздействию помех. Источниками внешних помех являются атмосферные явления, шумы космического пространства, индустриальные помехи, помехи других каналов связи и пр.

Внутренние помехи возникают вследствие дискретной природы заряженных частиц, а также из-за несовершенства аппаратуры.

Под действием помех сигнал, проходя через канал связи, искажается. Поэтому одной из задач при организации канала связи является повышение помехоустойчивости канала.

Для увеличения потока информации, передаваемого одним каналом связи, применяют частотное или временнОе разделение каналов в одной линии связи. При частотном разделении каналов одно несущее колебание используется для передачи нескольких заранее промодулированных разными частотами сообщений. Эти частоты называются поднесущими. В приемнике радиосигнал детектируется, разделяется фильтрами, и каждый канал затем еще раз детектируется, выделяя свое низкочастотное сообщение.

При временном разделении каналов сообщения поочередно модулируют несущее колебание независимо от назначения и характера передаваемой информации.

Структурная схема передающей части канала связи представлена на рис.2

Рис.2

Датчик преобразовывает передаваемую информацию в электрический сигнал-сообщение. Кодирующее устройство выполняет функцию преобразования сообщения в сигнал другой формы, более пригодной для передачи. Этот сигнал часто называют управляющим. В цифровых системах это устройство преобразует непрерывный сигнал в цифровой код. Запоминающее устройство хранит сигнал до момента его передачи. Модулятор осуществляет изменение (модуляцию) одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону управляющего сигнала.

Радиприемное устройство (рис.3) состоит из избирательного усилителя, детектора, декодирующего устройства и устройства обработки принятого сигнала (оконечное устройство).

Рис.3

Избирательный усилитель выделяет и усиливает из множества сигналов, принимаемых антенной, требуемое высокочастотное модулированное колебание. Детектор выделяет сигнал, пропорциональный закону модуляции. Оконечное усройство преобразует полученный электрический сигнал в информацию той или иной формы.

Кроме указанных выше преобразований сигналов, в радиотехнических устройствах используют различного рода усилительные устройства (усилители низкой частоты на входе передатчика и выходе приемника, усилители коротких импульсов в импульсных и цифровых системах, высокочастотные усилители малой и большой мощности), умножение и деление частоты и др.

Помехи

Помехами обычно называют посторонние электрические возмущения, накладывающиеся на передаваемый сигнал и затрудняющие его прием. При большой интенсивности помех прием становится практически невозможным.

Классификация помех:

а) помехи от соседних радиопередатчиков (станций);

б) помехи от промышленных установок;

в) атмосферные помехи (грозы, осадки);

г) помехи, обусловленные прохождением электромагнитных волн через слои атмосферы: тропосферу, ионосферу;

д) тепловые и дробовые шумы в элементах радиоцепей, обусловленные тепловым движением электронов.

Математически сигнал на входе приемника можно представить либо в виде суммы передаваемого сигнала и помехи, и тогда помеху называют аддитивной, либо просто шумом, либо в виде произведения передаваемого сигнала и помехи, и тогда такую помеху называют мультипликативной. Эта помеха приводит к значительным изменениям интенсивности сигнала на входе приемника и объясняет такие явления как замирания.

Наличие помех затрудняет прием сигналов при большой интенсивности помех, распознавание сигнала может стать практически невозможным. Способность системы противостоять мешающему воздействию помехи носит название помехоустойчивости.

Внешние естественные активные помехи представляют собой шумы, возникающие в результате радиоизлучения земной поверхности и космических объектов, работы других радиоэлектронных средств. Комплекс мероприятий, направленных на уменьшение влияния взаимных помех РЭС, называется электомагнитной совместимостью. Этот комплекс включает в себя как технические меры совершенствования радиоаппаратуры, выбор формы сигнала и способа его обработки, так и организационные меры: регламентация частоты, разнесение РЭС в пространстве, нормирование уровня внеполосных и побочных излучений и др.