11. Структура системы передачи информации. Структурная схема. Кодер (декодер), модулятор (модулятор). Передача и прием сигнала

1-преобразователь сообщения в сигнал 2 – передатчик 3 – приёмник 4 – преобраз сигнала в сообщение

Система связи – это совокупность подсистем звеньев, элементов обеспечивающих передачу сообщений из одного пункта в другой. Включает в себя: передающее устройство, линии связи, приемное устройство. В качестве источника и получателя могут выступать: люди, устройства; ЭВМ, аппаратура, технические объекты, организации.

Источник – формирует сообщение в виде некой функции времени x(t). Передающее устройство – преобразует исходное сообщение в первичный сигнал, который является электрическим, преобразует сигнал b(t) в форму пригодную для передачи по линиям связи b(t)→s(t). В передатчике осуществляются такие процессы, как кодирование и модуляция. Линия связи – физическая среда, совокупность аппаратных средств используемых для передачи сигнала от передающего устройства к приемному. При передаче сигнал s(t) может искажаться из-за действия на него различных помех. Приемное устройство получает на входе сигнал состоящий из переданного сигнала s(t) и наложенных на него помех. Приемник осуществляет:

- выделение из принятого сигнала, сигнал содержащий сообщение (t), который является аналогом b(t) на передающем устройстве.

- преобразование (t) в сообщение (t) передаваемое получателю. В приемном устройстве выделяют следующее: избирательная часть (селективная), которая из множества сигналов на входе приемников выделяет сигнал s(t), аналогичный s(t) переданному во время связи. Селекция осуществляется по частоте, по динамическому диапазону и по длительности. Демодуляция – процесс обратный модуляции. Процесс выделения низкочастотного сигнала из высокочастотного, полученного на входе приемника.

Декодирование – процесс выделения из сигнала полезного сообщения.

12. Помехи. Виды помех. Модели помех. Способы борьбы с помехами.

Помеха – любое случайное воздействие на сигнал, которое ухудшает качество и достоверность воспроизведения достоверного сигнала.

Линейные искажения могут рассматриваться моделью канала связи. Нелинейные искажения связаны с нелинейностью характеристик звеньев канала. Виды помех: По происхождению:

1) искусственные (помехи в следствии деятельности людей, человеко-машинных систем, технических систем):

- помехи от радиостанций и каналов (помехи создаваемые вторичным излечением); - промышленные (из-за изменение тока, напряжения, электромагнитного поля в электрических цепях различного оборудования);

- внутриканальные (возникают из-за нестабильности работы самого канала, связанные с не идеальностью характеристик самого канала); 2) естественные помехи (естественное происхождение в природе): - атмосферные помехи (электромагнитные процессы в атмосфере – климатические помехи); - климатические помехи; Космические помехи (космическое излучение космических тел, звезд, планет). В зависимости от типов каналы вязи большое влияние оказывают: * для беспроводных, радиоканалов: атмосферные; геомагнитные; индустриальные; от посторонних радиостанций; внутренние шумы каналов. * для проводных каналов связи: электромагнитные; промышленные; внутренние шума каналов; импульсные шумы, прерывание связи. Импульсные шумы связанны с коммутацией и переключением. Прерывание – это явление при котором сигнал резко затухает или исчезает. x(t) – полезный сигнал; n(t) – шум

, где L – оператор описывающий влияние помех на сигнал.

В зависимости от параметра L различают:

1. - аддитивное

2. - мультипликативное.

Н аиболее простые помехи – аддитивные. Выделяют: узкополосные (с ограниченным спектром); сосредоточенные во времени (импульсные); флуктуационные помехи (не ограниченные во времени и по спектре). Случайные процесс с нормальным распределением – Гауссовский процесс. Эта модель широко применяется и представляет наибольший интерес в теоретическом и практическом смысле. Множество помех воздействующих на систему можно представить как действие единственной помехи (процесса) с нормальным распределением. Флутационная помеха имеет место во всех каналах связи. Мультипликативные помехи обусловлены случайными изменениями параметров канала связи. Прерываемые связи, межканальные помехи могут быть представлены как мультипликативные. Отличай между сигналом и помехами не существуют. Различия выделяют с точки зрения самой цели системы. В одном случае полезный сигнал является предметом изучения, в другом случае он может выступать в качестве помехи для другого полезного сигнала, в третьем случае помеха может быть сама предметом изучения. Виды внутренних шумов: 1. Тепловой шум, возникает в следствии теплового движения носителей тока (сигнала) и связан с хаотическим движение электронов. 2. Дробовый, связан со случайными колебаниями переменного тока, который накладывается на сигналы и искажение имеет место в активных устройствах. 3. Фликер-шум, возникает вследствие дефектов электрических компонентов и приводит к флуктуации проводимости. Его часто называют шумом 1/f – разовым шумом. Его мощность падает с ростом частоты. Частота 0,1-1000 Гц. 4. «Белый шум» - это шум, который имеет одинаковую мощность на всех частотах.

Отношение сигнала к шуму: S/N – мощность сигнала/мощность помехи [Дб]. D=10*log(P_c/P_шума) – запас мощности сигнала к мощности шума

Коэффициент шума: К_шума=Д_вх/Д_вых – отношение динамического диапазона на входе системы к динамическому диапазону на выходе. При К_шума=1 , говорят, что система не имеет шума; при К_шума>1, сигнал имеет собственный шум и отношение ухудшается, при К_шума<1 улучшается.

Способы борьбы с помехами: 1. При наличии искусственных помех и возможности воздействия на источник помехи применяют снижение мощности шума за счет использования экранирования. 2. При естественных шумах: увеличение мощности сигнала; фильтрация (применение фильтров позволяющих отсеять в спектре сигнала полосы частот занимаемых помехами); кодирование и модуляция (если спектр сигнала и помехи совпадают в частотной области).