Изучение методов решения разнообразных задач, возникающих при передаче информации от ее источника к получателю, страница 4

– Сигнал при передаче по каналу претерпевает задержку во времени и затухание по уровню.

– В реальных каналах всегда имеются искажения сигнала, обусловленные несовершенством характеристик канала и, нередко, изменениями параметров канала во времени.

– На выходе канала даже в отсутствии полезного сигнала  всегда имеются помехи.

Необходимым условием неискаженной передачи сигнала объемом  по каналу емкостью  является выполнение неравенства

                                                                                            (1.1)

Преобразование первичного сигнала во вторичный и преследует цель согласования сигнала с каналом. В простейшем случае сигнал согласуется с каналом по всем трем параметрам, т.е. выполняются условия

  и                                                             (1.2)

В этом случае сигнал полностью «вписывается» в канал. Однако неравенство (1.1) может выполняться, когда одно или два неравенства (1.2) не выполнены. Это означает, что можно произвести «обмен» одной характеристики на другую, например, длительности на ширину спектра. Так записанный на пленку телефонный сигнал, имеющий ширину спектра 3 кГц, можно передать по каналу связи, полоса пропускания которого 300 Гц. Для этого при передаче сигнал воспроизводят со скоростью в 10 раз меньше той, с которой он был записан. Принятый сигнал записывают на пленку и воспроизводят со скоростью в 10 раз большей скорости записи. В результате исходный сигнал восстанавливается.

Система связи, обеспечивающая передачу нескольких сообщений по одной общей линии связи, называется многоканальной.

1.3. Помехи и искажения в канале

В реальном канале сигнал при передаче искажается и сообщение воспроизводится с некоторой ошибкой. Причиной ошибок являются искажения, вносимые самим каналом и помехи, воздействующие на сигнал.

Частотные и временные характеристики канала определяют линейные искажения. Нелинейные звенья канала могут вносить и нелинейные искажения. Если искажения обусловлены известными характеристиками канала, то в принципе они могут быть устранены надлежащей коррекцией.

Помехи имеют случайный характер, поэтому вносимые ими искажения не могут быть устранены полностью. Источниками помех служат космические объекты, атмосферные явления, промышленные установки, посторонние радиосистемы, внутренние шумы системы.

В общем случае влияние помехи  на сигнал  можно выразить оператором

Если  то помеха называется аддитивной, а если  – мультипликативной.

Среди аддитивных помех различного происхождения особое место занимает флуктуационная помеха, представляющая собой случайный процесс с нормальным распределением мгновенных значений. Этот вид помехи имеет место практически во всех реальных каналах.

1.4. Основные характеристики систем связи

Характеристики системы связи можно разделить на внешние и внутренние. К внешним характеристикам, по которым получатель оценивает качество связи, относят верность, скорость и своевременность передачи. Внутренние характеристики позволяют оценить степень использования предельных возможностей системы. К ним относят помехоустойчивость и эффективность.

Верность передачи определяется степенью соответствия принятого и переданного сообщений. При передаче дискретного сообщения вместо переданной последовательности символов может быть получена иная последовательность, что воспринимается получателем как появление ошибок. Верность передачи в этом случае характеризуется вероятностью ошибки. Если сообщение является непрерывным, критерием верности часто служит среднеквадратическая ошибка