1.4. Классификация помех

При прохождении переносчика информации по каналу связи он подвергается воздействию многочисленных возмущающих факторов, изменяющих значение его параметров и, следовательно, искажающих передаваемый сигнал. Воздействия случайного характера называются помехами или шумами (рис. 1.5 и 1.6) [5] . Они вызывают изменения масштаба (затухание или усиление), времени задержки и формы (искажения) сигнала.

1.5. Основные характеристики связи

Качество передаваемой информации принято оценивать достоверностью (верностью) передачи сообщений [1, 2].

Главной причиной уменьшения достоверности являются помехи. Способность системы связи противостоять вредному действию помех называется помехоустойчивостью системы. В настоящее время находят применение два метода оценки качества передачи сообщений – прямой и косвенный.

Прямой мерой качества дискретных сообщений (или данных) является коэффициент ошибок

,

где – число ошибочно принятых знаков (символов); – общее число передан-ных знаков (символов) за время наблюдения .

При достаточно большом времени наблюдения

,

где – вероятность ошибки.

Прямой мерой качества непрерывных сообщений является средне-квадратичное отклонение принятого сообщения от передаваемго :

,

где – длительность сообщения или время его наблюдения.

Среднеквадратичное отклонение учитывает влияние на принятое сообщение как помех, так и всевозможных искажений (линейных, нелинейных).

К косвенным мерам качества дискретных сообщений относится оценка искажения формы принимаемых стандартных сигналов: краевые искажения, дробления, флуктуация фронтов.

Косвенная оценка качества передачи непрерывных сообщений приводится по характеристикам каналов (частотным, амплитудным, фазовым, уровню помех и т. д.), по некоторым параметрам сигналов и помех (коэффициент искажений, отношение сигнал-помеха и т. д.).

Косвенные методы оценки качества передачи сообщений удобны в эксплуатации, количественно легко измеряются существующими приборами.

2. Сигналы, помехи и их математическое описание

2.1. Сигнал и его математическая модель

Сообщение, преобразованное в электрическую величину, меняющуюся во времени (напряжение, ток, электромагнитное колебание, напряженность поля, свет определенной длины волны), будет называться сигналом электросвязи, классификация и графическое представление которого приведены на рисун-

ках 2.1. и 2.2 [6, 7].

Математическое описание сигнала

Сигнал электросвязи рассматривается как изменяющаясяся во времени электрическая величина (напряжение, ток, электромагнитное колебание, напряженность поля). Эти величины можно наблюдать и регистрировать различными приборами. Для удобства анализа и синтеза сигналы представляются с помощью математических моделей. Математическая модель отображает наиболее существенные свойства реального сигнала. Рассмотрим некоторые из них.

Функция включения

или с учетом начала отсчета времени

С помощью вышепреведенной единичной функции (или простой модели сигнала) описываются более сложные сигналы [ 7 ]

где  – моменты отсчета времени.

Динамическое представление произвольного сигнала посредством функций Хевисайда имеет вид

Динамическое представление сигнала через дельта-функцию записывается в виде интеграла

,

Любой сигнал можно представить в виде так называемых базисных функций (рис. 2.3)

,

где – коэффициенты разложения, зависящие от формы сигнала.

Выбор системы базисных функций зависит от вида сигнала. Гармонический сигнал записывается в виде

, ,

где – амплитуда; f – циклическая частота; – начальный сдвиг фазы.