Теория Практикум Контроль знаний Об авторе  



Модуль 5

5 Основы общей теории связи. Основные характеристики сигнала и канала связи

5.1 Система связи

Под системой связи понимают совокупность устройств и сред, обеспечивающих передачу сообщений от отправителя к получателю. В общем случае обобщённую систему связи представляют блок-схемой.

 

Рисунок 1– Обобщённая система связи

Передатчик – устройство, которое определяет и вырабатывает сигнал связи. Приёмник – устройство, которое преобразовывает принятый сигнал связи и восстанавливает первоначальное сообщение. Воздействия помех на полезный сигнал проявляется в том, что принятое сообщение на выходе приёмника не тождественно переданному.

Под каналом связи понимают совокупность технических устройств, обеспечивающих независимую передачу данного сообщения по общей линии связи в виде соответствующих сигналов связи. Сигнал связи – это электрическое возмущение, однозначно отображающее сообщение.

По своей форме сигналы связи весьма разнообразны и представляют собой изменяющиеся во времени напряжение или ток.

5.2 Основные характеристики сигналов и каналов связи

5.2.1 Объём сигнала и ёмкость канала

При решении практических задач в теории связи сигнал характеризуют объёмом , равным произведению трёх его характеристик: длительности сигнала , ширины спектра  и превышения средней мощности сигнала над помехой . В таком случае . Если эти характеристики разложить параллельно осям декартовой системы, то получится объём параллелепипеда. Поэтому произведение называется объёмом сигнала.

Длительность сигнала определяет интервал времени его существования.

Ширина спектра сигнала – это интервал частот, в котором размещается ограниченный спектр частот сигнала, т.е. .

Канал связи по своей физической природе в состоянии пропустить эффективно лишь сигналы, спектр которых лежит в ограниченной полосе частот   при допустимом диапазоне изменения мощности .

Кроме того, канал связи предоставляется отправителю сообщения на вполне определённое время . Следовательно, по аналогии с сигналом в теории связи введено понятие ёмкости канала , которая определяется: ; .

Необходимым условием передачи сигнала с объёмом  по каналу связи, ёмкость которого равна , есть  или . Физические характеристики сигнала могут быть изменены, но при этом уменьшение одной из них сопровождается увеличением другой.

5.2.2 Пропускная способность и скорость передачи

Пропускная способность – предельно возможная скорость передачи информации. Предельная пропускная способность зависит от ширины полосы пропускания канала, а также от отношения  и определяется по формуле . Это формула Шеннона, которая справедлива для любой системы связи при наличии флуктуационной помехи.

5.2.3 Частотная характеристика канала

Частотной характеристикой канала связи называется зависимость остаточного затухания от частоты. Остаточным затуханием называется разность уровней на входе и выходе канала связи. Если в начале линии имеется мощность , а на её конце – , то затухание в неперах:

.

Аналогично для напряжений и токов:

; .

5.3 Помехоустойчивость канала

Помехоустойчивостью канала называют способность канала связи противостоять воздействию помех. Среди всех возможных видов помех исключительное место занимает так называемая флуктуационная помеха типа «белого шума», состоящая из отдельных весьма кратковременных импульсов (длительность сек.) со случайно изменяющейся амплитудой. «Белый шум» имеет однородный спектр мощности в пределах очень широкой полосы частот.

Возникновение объясняется тепловым движением элементарных частиц. Особая роль «белого шума» - он является основным видом помехи, определяющей чувствительность приёмника. Поэтому в теории передачи информации рассматривается воздействие «белого шума».

5.4 Способы повышения помехоустойчивости

– Увеличение избыточности в передаваемом сообщении, т.е. увеличение ;

– Расширение полосы частот;

– Увеличение ;

– Применение помехоустойчивых кодов;

– За счёт фильтрации полезного сигнала.

Теория | Практикум | Контроль знаний | Об авторе