Lecce No. 8

8. előadás szövege

a fegyelemről: "Az elektromos kommunikáció elmélete"

Valódi kommunikációs csatornán a jel eltorzul az átvitel során, és az üzenet néhány hibával reprodukálódik. Az ilyen hibák oka a csatorna által kiváltott torzítás és a jelet befolyásoló interferencia.

A csatorna frekvencia és időjellemzői meghatározzák az úgynevezett lineáris torzításokat. Ezenkívül a csatorna nem lineáris torzulásokhoz is hozzájárulhat, egyik vagy másik kapcsolatának nemlineáris jellege miatt. Mind a lineáris, mind a nemlineáris torzításokat az ismert csatorna jellemzői okozzák, és korrekcióval kiküszöbölhetők. Az interferencia nem ismert előre, ezért nem lehet kiküszöbölni.

Az interferencia fizikai tulajdonságainak vizsgálata szükséges a kommunikációs csatorna összes elemének kompetens konstrukciójához.

Minden olyan véletlenszerű hatásra hívunk interferenciát, amely rontja a továbbított üzenetek reprodukálásának helyességét. Az interferencia nagyon változatos mind származása, mind fizikai tulajdonságaiban.

Az interferencia leginkább nyers jellemzője spektrális sűrűségének jelzése. Ebből a szempontból az interferencia szélessávra oszlik. amelynek spektruma sokkal szélesebb, mint a jelspektrum, és keskeny sávú vagy koncentrált, amelynek spektrumszéje a jelspektrum szélességével arányos.

Időszerkezetével az interferencia sima és impulzusra oszlik. A zökkenőmentes interferenciára jellemző, hogy nagy valószínűségű borítékuk kisebb értékű, közel a középértékhez. Az impulzus zajának burkolata valószínűleg kívül esik ezen intervallumon. A sima és impulzus zaj között nincs éles él.

Ábra. 1. Koncentrált interferencia.

Ábra. 2. Impulzus zaj.

H és Fig. Az 1., 2. ábrán az A (t) borítékok és a koncentrált és impulzus zaj tipikus megvalósításainak G (f) spektrális teljesítménysűrűsége látható.

A rádiócsatornákban gyakran vannak olyan légköri akadályok, amelyeket az atmoszférában bekövetkező elektromos folyamatok, és mindenekelőtt a villámcsapások okoznak. Ezen zavarok energiája főként a hosszú és közepes hullámok körzetében koncentrálódik.

Erős interferenciát hoznak létre az ipari létesítmények is. Ez az úgynevezett ipari zaj, amely az elektromos berendezések áramkörének hirtelen változásából ered. Ez magában foglalja az elektromos járművek, az elektromos motorok, a motor-gyújtási rendszerek interferenciáját.

Az interferencia gyakori típusa az idegen rádióállomások és csatornák interferenciája.

Ezeket a működési frekvenciák eloszlatására vonatkozó előírások megsértése, a frekvencia stabilitása nem megfelelő és a jelharmonikusok rossz szűrése, valamint a csatornákon a nemlineáris folyamatok megsértése okozta.

Vezetékes kommunikációs csatornákban az interferencia fő típusa az impulzus zavar és a kommunikáció megszakadása. Az impulzuszaj megjelenése gyakran kapcsolódik az automatikus váltáshoz és a keresztbeszédhez. A kommunikáció megszakadása olyan jelenség, amelyben a sorban lévő jel hirtelen elhalványul vagy eltűnik.

Gyakorlatilag bármely frekvenciatartományban a készülék belső hangzása a töltőhordozók kaotikus mozgása miatt következik be erősítő eszközökben, ellenállásokban és egyéb berendezésekben.

Ezeket az interferenciát különösen a VHF sávban lévő rádiókommunikáció befolyásolja. Ebben a tartományban vannak kozmikus zavarók is. a napsugárzás, a csillagok és más földönkívüli tárgyak által előidézett elektromágneses folyamatokkal kapcsolatos.

1. Meg kell jegyezni, hogy nincs alapvető különbség a jel és az interferencia között. Ráadásul léteznek egységben, bár ellenkezője a cselekvésükben. Így a rádióadó sugárzása hasznos jel a vevő számára, amelyre ez a sugárzás van, és akadályozza a másik vevőt. A csillagok elektromágneses sugárzása a kozmikus zaj egyik oka a mikrohullámú sávban, ezért akadályozza a kommunikációs rendszereket. Másrészt ez a sugárzás olyan jel, amellyel bizonyos fizikai-kémiai paramétereket határoztak meg.

Adalék és multiplikatív interferencia

Minden kommunikációs rendszerben a vevő (demodulátor) bemenetére leadott csatornából érkező megfigyelt jel összeadható:

véletlen adalék interferencia egy folyamatos csatornán.

Adalékanyag (természetes) eredetű interferencia vannak osztva a belső, felmerülő a csatorna, főként a külső készülékek és megkapta a csatorna a külső forrásokból származó.

A távközlési rendszerek a belső zaj által okozott termikus zaj (véletlenszerű mozgását elektronok vezetékek) sörétzaj (ingadozások a vivők száma, leküzdése a potenciálgát elektronikus eszközök). A hőzaj elvileg elkerülhetetlen. Ezek csökkenthetők a csatorna azon részei hőmérsékletének csökkentésével, ahol a jelszint alacsony (bemeneti áramkörök és UHF vevő). A lövés zajt csökkenteni lehet a berendezés racionális felépítésén keresztül. Teljesen megszünteti őket nem.

A belső zaj a váltakozó áram, a váltakozó áram, stb. Háttérének is tulajdonítható.

A külsõ interferencia származásuk szerint a következõkre oszlik:

kölcsönös interferencia - csillapított jelek más kommunikációs csatornákkal;

ipari zaj - különböző elektromos berendezések által létrehozott;

Légköri zaj - a közeli és távoli villámcsapások okozta

Az interferencia magában foglalja a küls jelek átadásával és a HLR nemlineáris áramkörein keresztül hasznos jelekkel együtt járó interferenciát is. Ezek közé tartozik a mobil rádióberendezésekre jellemző érintkezési interferencia.

Az interferencia gyakori fizikai jellemzői.

A belső interferencia szélessávú és sima. Ebben az esetben a termikus és a lövés zajának állandó frekvenciasávja van egy nagyon széles frekvenciasávban.

A vezetőben az elektronok ingadozásával létrejövő termikus zaj teljesítményének egyoldalú spektrális sűrűsége nem függ az ellenállástól és az áramláson átfolyó áramtól, és egyenlő:

A lövés zajának jellege attól függ, hogy milyen típusú elektronikus eszköz van. A hőkibocsátás fő különbsége a zajintenzitás függése a műszeren áthaladó áramon. A lövés zajának spektrális sűrűsége arányos az áram egyenáramú összetevőjével, és gyakorlatilag ugyanolyan a műszer működési tartományának minden frekvenciáján.

A kölcsönös interferencia gyakran keskeny sávú, és lehet sima vagy impulzusos. Az ipari és a légköri interferencia szélessávú, impulzusos és sima komponens.

Az additív interferenciát jól közelítik Gaussian véletlenszerű eljárással. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az interferencia úgy alakul ki, hogy egymagukban egymástól függetlenül vagy gyengén függő és egymáshoz képest azonos nagyságrendű értékek összegzésével nagyszámú egyedi műveletet összegeznek. Ilyen körülmények között a központi határérték tétel érvényes, és ezeknek a hatásoknak az összege kis mértékben eltér a Gauss-folyamattól.

A multiplikatív (mesterséges) interferencia a kommunikációs csatorna paramétereinek véletlenszerű változásai által okozott interferencia (megszorozva a jelzéssel):

1. Az adalék interferencia természetes akadály, és a multiplikatív interferencia mesterséges akadály.

2. Valódi kommunikációs csatornákon általában additív és multiplikatív interferencia lép fel.

Változás és koncentrált zaj

Az ingadozási zavar zaj. A "zaj" kifejezés olyan nem kívánt elektromos jelekre vonatkozik, amelyek mindig vannak jelen az elektromos rendszerekben. A zaj jelenléte a jelen "árnyékok", vagy maszkolja a jelet; Ez korlátozza a vevő azon képességét, hogy pontos döntéseket hozhasson a szimbólumok jelentéséről, és ezáltal korlátozza az információátvitel sebességét. A zaj jellege más és természetes és mesterséges forrásokból áll. Mesterséges zaj - ez a szikragyújtás, az impulzus zaj és az elektromágneses sugárzás más forrásait okozó zaj. Természetes zajok keletkeznek a légkörből, a napból és más galaktikus forrásokból.

A hőzaj sajátossága, hogy teljesítményfrekvenciás sűrűsége (SPM) minden frekvencián (Hz-től 10 12 Hz-ig) azonos.

A W / Hz állandó érték a teljes frekvenciatartományban.

Ábra. 3. A fehér zaj spektrális teljesítménysűrűsége

Kétoldalas SPM, ezért a N0-t kétszer osztjuk meg.

A teljes frekvenciatartományban az állandó SPM-zel fehér.

A fehér zaj autokorrelációs függvényét (ACF) az SPM inverz Fourier transzformációja adja:

Hangsúlyozni kell ezt

egyenlő 0-val minden τ ≠ о esetén, vagyis a BS két különböző mintája nem korrelál, függetlenül attól, hogy mennyire közel vannak egymáshoz.

A fehér zaj átlagos teljesítménye Pm végtelen, mivel a BS sáv szélessége végtelen. Természetben nincs BSH. De ez egy jó modell a zajkutatásra. A BSH egyenletében a delta függvény azt jelenti, hogy a BS teljesen nem korrelál a saját elfogult verziójával bármely τ> 0 esetén.

By koncentráljuk spektrum interferencia elfogadott, hogy a jeleket külső rádióállomások, zavarás, generátorok sugárzás nagyfrekvenciás különböző célokra (ipari, orvosi), stb Egyes esetekben ezek a rezgések folytonosak (például jelek sugárzott és TV állomások) másokban .. - impulzív jellegűek (rádiótávíró állomások és adatátviteli rendszerek jelzései). Ezzel szemben a fluktuáció szélessége a spektrum központú beavatkozás a legtöbb esetben nem haladja meg a sávszélességet a vevő, és bizonyos esetekben ez jóval szűkebb ebben a sávban. A rövidhullámú összpontosított interferencia spektrum a fő meghatározó kapcsolat minőségét, és úgy tekintendők, véletlenszerű rezgéseket amplitúdójú és fázisú ingadozások (fading), eloszlása, amely ugyanaz, mint a hasznos jelek. személyes (ipari, orvosi) és így tovább, szándékos beavatkozás, sugárzási reprezentációk.

1. A detektálási folyamat során az adalék fehér Gauss-zaj (ABGN) csatorna hatása az, hogy a zaj önállóan érinti az egyes átvitt szimbólumokat. Az ilyen csatornát memória nélküli csatornának nevezik.

2. Koncentrált interferencia olyan interferencia, amelyben a spektrum szélessége arányos a jel spektrum szélességével vagy már.