- •1)Классификация каналов электросвязи
- •2) Линейные и нелинейные модели каналов.
- •3)Классификация каналов связи
- •4) Понятие непрерывного, дискретного и непрерывно-дискретного канала связи.
- •5) Детерминированные и случайные каналы.
- •6. Преобразование энергетических характеристик детерминированных сигналов.
- •4.3.7. Аддитивные помехи в канале
- •8.Идеальный непрерывный канал без помех. Канал с аддитивным гауссовским шумом
- •9.Непрерывный канал. Канал с неопределённой фазой сигнала и аддитивным шумом. Однолучевой канал с замираниями.
- •10.Канал с межсимвольной интерференцией и аддитивным шумом. Чем определяется память канала с мси?
- •11.Дискретный симметричный канал без памяти. Канал со стиранием.
- •12.Дискретные каналы с памятью.
- •13.Модели непрерывных каналов, заданные дифференциальными уравнениями.
- •Прием сигналов.
- •1.Задачи синтеза оптимальных демодуляторов. Критерии качества и правила приема дискретных сообщений.
- •2.Оптимальные алгоритмы приема при полностью известных сигналах(когерентный прием).
- •3.Оптимальный приемник с согласованным фильтром
- •4.Помехоустойчивость оптимального когерентного приема.
- •5.Какое правило приема преимущественно применяют в технике связи и почему?
- •6.Что понимают под согласованным фильтром? в какой момент времени на выходе сф обеспечивается максимальное отношение сигнал / шум и чему оно равно?
- •7.Какие основные блоки содержит корреляционная схема оптимального когерентного приема в канале с аддитивным стационарным бгш?
- •8 Обработка сигналов в каналах с межсимвольной интерференцией
- •9 Приём сигналов с неопределённой фазой (некогерентный приём)
- •11. Прием дискретных сообщений в каналах с сосредоточенными по спектру и импульсными помехами
- •7.4.1. Общая характеристика сосредоточенных по спектру и импульсных помех
- •13 В чем смысл разнесенного приема сигналов и какие виды разнесения вы знаете?
- •10 Приём дискретных сообщений в условиях флуктуациифаз и амплитуд сигналов
- •Кодирование
- •1)Классификация методов кодирования. Конструктивные методы кодирования источников сообщений.
- •2) Вероятность ошибки оптимального декодирования для кодов с фиксированной длиной блоков (экспоненты вероятностей ошибок)
- •3)Коды с гарантированным обнаружением и исправлением ошибок
- •4)Линейные двоичные коды для обнаружения и исправления ошибок. Важные подклассы линейных двоичных кодов.
- •5)Какие классы кодов (по назначению) вы знаете? в чем заключается метод укрупнения алфавита?
- •6. Конструктивные алгоритмы исправления ошибок линейными кодами.
- •7.Пояснить различие между равномерным и неравномерным кодированием. Дайте определение префиксного кода.
- •8.Пояснить различие между линейным и нелинейным кодом. Дайте определение систематического кода.
- •9.Что такое избыточность помехоустойчивого кода? Что такое относительная скорость помехоустойчивого кода?
- •10.Что такое расстояние по Хэммингу и ее кодовой комбинации?
- •Что такое минимальное расстояние кода? Как упрощается процедура отыскания минимального расстояния для линейного кода?
- •Как связаны минимальное расстояние кода, число исправляемых и число обнаруживаемых ошибок?
- •Что такое декодирование по максимуму правдоподобия и по минимуму Хемминговского расстояния? Когда эти правила совпадают?
- •14.В чем состоит табличным метод кодирования, декодирования с обнаружением ошибок, декодирования с исправлением ошибок? Почему табличные процедуры не пригодны для длинных кодов?
- •15. Итеративные и каскадные коды
- •16. Системы с обратной связью
- •Система с обратной связью может достаточно полно характеризоваться двумя величинами:
- •Помимо описанных здесь трёх основных протоколов функционирования системы рос существует также много других вариантов1).
- •17. Как использовать помехоустойчивый код в системах с обратной связью?
- •Критерии помехоустойчивости приема непрерывных сообщений.
- •Оптимальная оценка отдельных параметров сигнала.
- •3. Оптимальная демодуляция непрерывных сигналов.
- •§ 8.2 Задачи оптимальной оценки одного параметра.
Критерии помехоустойчивости приема непрерывных сообщений.
Непрерывные сообщения того или иного источника (речь, музыка и др.) могут передаваться через линию связи непосредственно или с помощью модуляции. В первом случае передаваемый сигнал пропорционален передаваемому сообщению u(t) = kb(t), где k - постоянный множитель. Во втором - сигнал u(t, b(t)) является некоторой функцией передаваемого сообщения b(t). При ЧМ и ФМ, например, эта функция нелинейна, а при AM и балансной модуляции (БМ) - линейна. Отсюда происходят названия линейные и нелинейные виды модуляций.
Сигнал на входе приёмника представляет собой суммарное колебание полезного сигнала s(t, b(t)) и шума N(t):
Z(t) = s(t, b(t)) + N(t). (8.1)
Шум N(t) будем здесь предполагать стационарным гауссовским процессом с односторонней спектральной плотностью мощности N0.
Задача состоит в том, чтобы из входного колебания Z(t) получить (восстановить) выходной первичный сигнал , наименее отличающийся, в смысле некоторого критерия, от переданного сообщения b(t). Воспроизводимое с некоторой погрешностью сообщение называют оценкой сообщения (процесса). Таким образом, задачу приёма непрерывных сообщений можно рассматривать как задачу получения оценки процесса. В частном случае, когда s(t, λ) есть функция некоторого параметра λ, не зависящего от времени, задача сводится к оценке параметра сигнала s(t, λ). При непосредственной передаче в неискажающем канале (с коэффициентом передачи γ) s(t, b) = γ b(t), что соответствует линейной связи между сигналом и сообщением, вычисление оценки сводится к линейной фильтрации сигнала s(t, b). При передаче с помощью модулированных сигналов s(t, b) оценка сообщения в приёмнике определяется (вычисляется) демодулятором. Во многих случаях эта обработка сводится к тем или иным методам фильтрации и может осуществляться как до детектора, так и после него. В обычном приёмнике (например, радиовещательном) додетекторная обработка производится с помощью полосовых усилителей, обеспечивающих необходимую частотную избирательность сигналов на входе. Функцию же последетекторной обработки выполняют усилители низкой частоты, которые усиливают и фильтруют низкочастотный первичный сигнал , поступающий на вход оконечных устройств (громкоговорителя, магнитофона и т. п.).
Оптимальный демодулятор в общем случае представляет собой нелинейное устройство (нелинейный фильтр), обеспечивающее наилучшее (по заданному критерию) выделение сообщения b(t) из принятого сигнала Z(t). Теория оптимального приёма непрерывных сообщений впервые была разработана В. А. Котельниковым.
Мерой помехоустойчивости при передаче непрерывных сообщений может быть степень "отклонения" полученной оценки от переданного сообщения b(t). Обычно применяется среднеквадратическое отклонение или средний квадрат ошибки:
, (8.2)
где усреднение берется по всем возможным реализациям b(t) и с учётом совместного распределения w(b, ). Разность можно рассматривать как реализацию помехи Е(t) на выходе приёмника. Величина -мощность помехи на выходе приёмника. Мощность передаваемого сообщения B(t) считается заданной .1)Тогда можно определить отношение сигнал-помеха (ОСП) на выходе приёмника ρвых= Pb/Pε . ОСП 2)на входе приёмника ρвх= Pс/Pш. Во многих случаях в качестве критерия помехоустойчивости принимают не средний квадрат ошибки , а ОСП ρвых .Отношение сигнал-помеха в канале, как уже отмечалось, может быть улучшено приёмником. Это улучшение зависит не только от способа приёма, но и от вида модуляции. Поэтому помехоустойчивость систем передачи непрерывных сообщений удобно оценивать выигрышем
3) (8.3)
При g > 1 отношение сигнал-помеха при демодуляции улучшается. В некоторых случаях g < 1, что означает, что система модуляции даёт не выигрыш, а проигрыш. В различных системах сигналы могут иметь различную ширину спектра, и поэтому при сравнительной оценке систем связи следует определять реальный или "обобщённый выигрыш системы" через отношение мощностей сигнала не к мощностям помехи, а к их средним спектральным плотностям:
4) (8.4)
где
F — ширина спектра сигнала; Fc — ширина спектра сообщения. Заметим, что в системе непосредственной передачи, в которой сигнал пропорционален передаваемому сообщению s(t, b) = γb(t), F= Fc и ρвых = ρвх, выигрыш (7.3) и обобщённый выигрыш (7.4) одинаковы: g = g' = l. Это означает, что введённый критерий выигрыша сводится к сравнению систем передачи модулированных сигналов с системой непосредственной передачи. На практике используют и другие критерии верности передачи непрерывных сообщений, например критерий разборчивости при передаче речевых сообщений, критерий максимальной
ошибки δ = | - b(t)| в телеметрии и др.