- •Базовые положения передачи – приема информации, обработки сигналов
- •Любой канал ведет себя как фильтр !
- •Спектр сигнала на входе
- •Связь спектра сигнала на выходе канала и частотной характеристики канала (фильтра).
- •Условия абсолютно неискаженной передачи (сохранения формы) сигнала
- •Частота дискретизации * число разрядов (n)
- •Эффект в результате использования помехоустойчивого кодирование достигается за счет внесения в передаваемый цифровой сигнал дополнительной (избыточной ) информации.
- •Расстояние Хэмминга
- •00111 И 10101 равно 2.
- •Уплотнение каналов связи.
- •Примеры линейных кодов
- •4 Уровневый код
- •Многоуровневый код с тремя битами на тактовый интервал
Базовые положения передачи – приема информации, обработки сигналов
Схема информационного обмена
Канал/
каналы
(среда распространения сигнала)
Передатчик
Приемник
сигнал Сигнал
*
Сообщение
*/ Сообщения*
Сообщение/ сообщения
Помехи, шумы
Для передачи сообщений используют различные технические средства.
Передача сообщений осуществляется по разным средам (провода, оптические кабели, радио).
Электросвязь – передача с использованием электрических сигналов.
Сигнал
Материальный носитель информации, используемый для передачисообщенийвсистеме связи(втеории информации и связи).
Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемым сообщением.
По физической природе носителя информации:
электрические; электромагнитные;
оптические;
акустические и др.;
По способу задания сигнала:
регулярные (детерминированные), заданные аналитической функцией;
нерегулярные (случайные), принимающие произвольные значения в любой момент времени. Для описания таких сигналов используется аппарат теории вероятностей.
Представление сигнала
Способ записи функции, которая описывает переносчик и сообщение, а также способ записи мешающих шумов называют математической моделью сигнала.
Понятие «сигнал», использование математической модели позволяет абстрагироватьсяот конкретнойфизической величины, например, тока, напряжения, акустической волны.
Два основных способа представления сигнала:
во временной области
в частотной области
В первом случае сигнал представляется функцией времени, характеризующей изменение его параметра (параметров) во времени.
Пример: S (t) = exp (-at2)
Представление в частотной области. Частотный спектр.
Любой сколь угодно сложный по своей форме сигнал можно представить в виде суммы более простых сигналов, и, в частности, в виде суммы простейших гармонических колебаний, совокупность которых называется частотным спектромсигнала.
Для перехода к частотному способу представления используется преобразование Фурье:
.
Функция называется спектральной функцией или спектральной плотностью. Является комплексной величиной:
Спектр амплитуд и спектр фаз.
Пример:
Параметры сигналов
Мощностьсигнала
Энергия сигнала
Динамический диапазонесть отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к наименьшей:
Длительность сигнала Т
Ширина спектра сигнала F — полоса частот, в пределах которой сосредоточена основная энергия сигнала
Между шириной спектра и длительностью сигнала существует обратно пропорциональная зависимость: тем меньше длительность сигнала, тем шире спектр сигнала.
Помехи, шумы
Передача и прием сообщений связана с воздействием на сигнал различного вида воздействий.
Виды воздействий – помехи, шумы.
а - сигнал в отсутствии шума, помех
6 - смесь сигнала и шума, помех
Шум — беспорядочные колебанияразличной физической природы, отличающиеся сложностью временной испектральнойструктуры. Первоначально слово шум относилось исключительно кзвуковымколебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний.
Электромагнитная помеха — нежелательное физическое явление или воздействие электрических, магнитных или электромагнитных полей, электрических токов или напряжений внешнего или внутреннего источника, которое нарушает нормальную работу технических средств, или вызывает ухудшение технических характеристик и параметров этих средств.
Естественные помехи
космические шумы,реликтовое излучение
радиоизлучение Земли и объектов Солнечной системы
атмосферные помехи Земли
Искусственные помехи
индустриальные или промышленные помехи — излучение промышленных установок, бытовых электроприборов и т. д.
контактные помехи — помехи, возникающие при переходных процессах
станционные помехи — от других радиоэлектронных средств: радиостанций, радиоэлектронных средств и т. д.
Спектр шумов и помех
Помехи, шумы как и сигналы характеризуется спектром, интенсивностью (мощностью)
Большое значение имеет знание величины, называемой «Отношение сигнал/шум= отношение мощности полезного сигнала к мощностишума»
Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (данных) от источника к получателю.
По типу среды распространения каналы связи:
проводные,акустические,оптические,инфракрасныеирадиоканалы.
Каналы принято также квалифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов (аналоговые, цифровые)
Каналы могут быть
линейными и нелинейными,
временными и пространственно-временными
узкополосными, широкополосными и т.д.
Возможна классификация каналов связи по диапазону радиочастот (ДВ, УКВ, КВ,….), длине волны (в оптических системах)
Важнейшие характеристики каналов:
Полоса пропускания
Уровень помех, шумов
Пропускная способность.