60. Способы повышения помехоустойчивости передачи информации.

Передача информации осуществляется в пространстве и во времени, но в зависимости от того, какой фактор является определяющим различают передачу на расстояние, передачу во времени и хранение. С передачей информации связан ряд проблем:

1. Повышение эффективности передачи за счёт повышения скорости и надёжности;

2. Повышение надёжности, использование многоканальных систем передачи.

Повышение помехоустойчивости передачи и приёма информации – это очень важная задача передачи информации. На это необходимы дополнительные ресурсы, что связано с введением избыточности, т.е. объёма сигнала. Для повышения надёжности передачи информации принимают следующие меры:

1. увеличение мощности сигнала над мощностью помехи;

применение помехоустойчивого кодирования, что связано с введением дополнительных символов в код передаваемых сообщений, которые помогают на приёмной стороне обнаружить и исправить ошибки. Но это приводит к увеличению времени передачи, либо к увеличению частоты передачи и, следовательно, к расширению спектра.

2. применение помехоустойчивых видов модуляции. Большая помехоустойчивость достигается либо благодаря спектру сигнала, либо путём увеличения времени передачи.

3. применение помехоустойчивых методов приёма информации, когда применяют различные методы фильтрации, что повышает помехоустойчивость, но в то же время увеличивается время приёма.

4. применение каналов обратной связи.

61. Корреляционное разделение каналов и корреляционная фильтрация.

В линию связи поступает составной сигнал – сумма сигналов отдельных каналов:

u(t) = Σ g_k[a_k];

Процесс разделения можно рассматривать, как фильтрацию составляющих и выделение отдельных каналов. Для корреляционного разделения каналов: U(t) = Σ U_k*g_k(t).

Если g_k – линейно независима, то их можно разделить линейными фильтрами. Такие многоканальные системы передачи называются линейными. Важной их разновидностью являются ортогональные сигналы, для которых существует метод разделения, основанный на применении оператора корреляционной фильтрации. Умножение сигнала с линии связи на все функции g_i(t) обеспечивает разделение любых ортогональных сигналов U₁sin1wt, U₂sin2wt, U₃sin3wt…Фильтрация выделяет sin1wt, sin2wt, sin3wt…Оператор разделения Ф_к , выполняющий это преобразование, определяет степень взаимной корреляции сигналов.

Таким образом, многоканальная система на передающей стороне содержит генераторы ортогональных функций и модулятор, а на приёмной стороне такие же операторы и корреляторы.

Эффективность корреляционного метода разделения состоит в том, что он позволяет значительно ослабить влияние перекрёстных помех, а это важно в случае перекрывающихся спектров сигналов.

Фильтрация – это отношение составляющей принятого сигнала к помехе, т.е.: Ф = Pс/Pп.

Фильтрация используется для уменьшения вероятности погрешности передачи информации. При этом, чем выше коэффициент фильтрации, тем точнее передаваемая информация.

62. Демодуляция частотно – модулированных колебаний.

Демодуляция (детектирование) – это процесс преобразования модулированного высокочастотного сигнала в колебание, форма которого воспроизводит низкочастотный модулирующий сигнал. Демодуляторы выполняют функцию, обратную функции, осуществляемой модуляторами. При демодуляции частотно – модулированных колебаний они (сигналы) предварительно преобразуются в колебания с неглубокой амплитудной модуляцией и затем демодулируются (детектируются) амплитудным детектором. Данное преобразование необходимо потому, что нелинейные элементы реагируют на изменения только амплитуды, а не частоты и фазы колебаний.

Частотный детектор. Для выделения передаваемого полезного сигнала из частотно – модулированного колебания применяются частотные детекторы. Преобразование частотной модуляции в амплитудную можно осуществить с помощью линейных цепей, в частности резонансного контура, амплитуда напряжения на котором зависит от частоты входных колебаний. Допустим, что колебательный контур настроен на частоту ω_р и на него подаётся однотональный ЧМ – сигнал с постоянной амплитудой и меняющейся по гармоническому закону частотой

ω(t) = ω₀+ ω_д*cosΩt (здесь ω₀ – частота несущего колебания, ω_д – девиация частоты). Поскольку модуль полного сопротивления колебательного контура зависит от частоты, то амплитуда напряжения на нём будет изменяться во времени при отклонениях частоты ЧМ – сигнала от несущей ω₀. Преобразование ЧМ – сигнала в АМ - ЧМ – сигнал показан на рис. 62.1:

Рис. 4.17. Преобразование ЧМ-сигнала в АМ-ЧМ-колебание

Краткие обозначения: U_к (ω) – зависимость амплитуды напряжения на контуре от частоты; ω (t), U_к (t) – изменение во времени частоты ЧМ – сигнала и амплитуды ЧМ – колебания на выходе контура.

Таким образом, амплитуда ЧМ – колебания на выходе резонансного контура изменяется во времени пропорционально гармоническому модулирующему сигналу, ЧМ – сигнал «превращается» в напряжение, модулированное ещё и по амплитуде. После этого достаточно сложное по структуре АМ – ЧМ – колебание детектируется амплитудным детектором.

Недостаток данного метода демодуляции – ограниченный линейный участок на скате резонансной кривой контура.