1.5. Классификация помех

Степень соответствия переданного и принятого сообщения определяется, главным образом, искажениями сигналов в канале и присутствующими в канале помехами.

Под искажениями понимаются нежелательные изменения формы передаваемых сигналов, которые вносятся самим каналом. При этом следует иметь в виду, что термин «искажения» относится к изменению формы сигнала в тех звеньях канала, которые по своему назначению не должны этого делать и ни в коей мере не относятся к звеньям канала, которые осуществляют целевые преобразования сигналов, невозможные без изменения их формы (например, модуляция и демодуляция).

Если искажения обусловлены известными характеристиками звеньев канала, то они могут быть, по крайней мере теоретически, устранены за счет введения соответствующей коррекции.

Помехи, в отличие от искажений, носят случайный характер и не могут быть полностью устранены. Помехой называется любое случайное воздействие на сигнал, которое ухудшает верность воспроизведения переданного сообщения. Помехи весьма разнообразны по своему происхождению и физическим свойствам.

В общем случае влияние помехи n(t) на сигнал u(t) можно выразить оператором z=(u,n).

В частном случае, когда оператор  вырождается в сумму z=u+n, помеха называется аддитивной. Аддитивные помехи по своей электрической и статистической структурам подразделяются на:

1) флуктуационные или распределенные по частоте и по времени,

2) гармонические или сосредоточенные по частоте,

3) импульсные или сосредоточенные по времени.

Флуктуационная помеха - это непрерывный во времени случайный процесс. Чаще всего его полагают стационарным и эргодическим с нормальным распределением мгновенных значений и нулевым средним. Энергетический спектр такой помехи в пределах анализируемой полосы частот полагают равномерным.

Гармоническая помеха - это аддитивная помеха, спектр которой сосредоточен в сравнительно узкой полосе частот, сопоставимой или даже существенно более узкой, чем полоса частот сигнала. Эти помехи полагают равномерно распределенными в полосе частот, т.е. вероятность появления этой помехи в некоторой полосе частот пропорциональна ширине этой полосы и зависит от среднего числа n_гп помех, превышающих пороговый уровень средней мощности сигнала в единице полосы частот.

Импульсная помеха - аддитивная помеха, представляющая собой последовательность импульсов, возбуждаемых кратковременными ЭДС апериодического или колебательного характера. Моменты появления импульсной помехи полагают равномерно распределенными во времени. Это означает, что вероятность появления импульсной помехи в течение интервала времени Т пропорциональна длительности этого интервала и среднему числу n_ип помех в единицу времени, зависящему от допустимого уровня помех.

Если оператор  может быть выражен в виде произведения z=kn, где k(t) - случайный процесс, то помеху называют мультипликативной.

В реальных каналах обычно имеют место как аддитивные, так и мультипликативные помехи, т.е. z=ku+n.

Степень соответствия принятого сообщения переданному называется верностью. Количественная мера верности может быть определена по-разному, в зависимости от характера сообщений и требований получателя.

Если сообщение представляет собой дискретную последовательность элементов из некоторого конечного множества, то влияние помехи на передачу такого сообщения проявляется в том, что вместо фактически переданного элемента может быть принят какой-либо другой. Такое событие называется ошибкой.

В качестве количественной меры верности в этом случае может быть выбрана вероятность ошибки p_ош.

При передаче непрерывных сообщений степенью соответствия принятого сообщения переданному может служить их «разность». Часто используется критерий среднеквадратического отклонения .