Помехоустойчивость систем связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Теоретическая часть

Передача информации

Передача информации занимает высокое место в жизнедеятельности современного общества. Самая главная задача, при передаче информации - это передача её без искажений. Наиболее перспективным в этом направлении является передача аналоговых сообщений дискретными сигналами. Этот метод дает большое преимущество в помехоустойчивости линий информации. Все современные информационные сети строятся на этом принципе.

Кроме этого дискретный канал связи прост в эксплуатации и, по нему можно передавать любую информацию, т.е. он обладает универсальностью. Все это делает такие каналы связи наиболее перспективными в данный момент.

Дискретное сообщение является конечной последовательностью отдельных символов. Для преобразования дискретного сообщения в сигнал необходимо выполнить операцию кодирования сообщения, при котором повышается скорость и помехоустойчивость передачи информации

Помехи.

В реальном канале сигнал при передаче искажается, и сообщение воспроизводится с некоторой ошибкой. Причиной таких ошибок являются искажения, вносимые самим каналом, и помехи, воздействующие на сигнал.

Частотные и временные характеристики канала определяют так называемые линейные искажения. Кроме того, канал может вносить и нелинейные искажения, обусловленные нелинейностью тех или иных его звеньев. Как линейные, так и нелинейные искажения обусловлены известными характеристиками канала и поэтому, в принципе, могут быть устранены путем надлежащей коррекции.

Следует четко отделять искажения от помех, имеющих случайный характер. Помехи заранее неизвестны и поэтому не могут быть полностью устранены.

Помехой так же называется стороннее возмущение, действующее в системе передачи и препятствующее правильному приёму сигналов. Источники помех могут находиться как вне, так и внутри самой системы передачи. Если помеха регулярна и известна, то борьба с ней не представляет затруднений. Например, фон переменного тока может быть устранён компенсацией; помеха от определенной радиостанции с модуляционным спектром нормальной ширины устраняется соответствующим фильтром. Борьба же со случайными помехами представляет наибольшее затруднение.

Основные информационные характеристики

Основными информационными характеристиками являются количество информации всообщениях, избыточность сообщений, энтропия, производительность источника сообщений, скорость передачи информации.

Указанные характеристики рассмотрим для случая дискретных сообщений.

Пусть объем алфавита A составляет m дискретных сообщений. Каждое сообщение включает n символов. Покажем, как определяется количество информации в сообщениях такого источника.

При определении количества информации должны быть выполнены следующие условия:

• сообщения большей протяжённости содержат, как правило, большее количество информации;

• если алфавит имеет больший объём, то каждое отдельное сообщение содержит больше информации;

• информация, полученная в нескольких сообщениях, должна удовлетворять условию аддитивности.

Удобной характеристикой сообщений является логарифмическая мера количества информации I.

Эта формула предложена Р.Хартли в 1928 г. как мера количества информации. Формула Хартли не отражает случайного характера формирования сообщений. Чтобы устранить этот недостаток, необходимо связать количество информации в сообщениях с вероятностью появления символов. Эта задача была решена К. Шенноном в 1948 г.

Гауссов шум

Среди всех случайных процессов особое место занимает процесс с нормальным распределением (гауссов процесс). Дело в том, что большое число действительных случайных процессов является гауссовыми. Это обстоятельство находит себе объяснение в известной теореме Ляпунова, согласно которой распределение суммы независимых случайных величин (при некоторых достаточно широких условиях) сходится к нормальному, вне зависимости от характера распределения слагаемых.

Белый шум

Стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Примерами белого шума являются шум близкого водопада(отдаленный шум водопада -- розовый, так как высокочастотные составляющие звука затухают в воздухе сильнее низкочастотных), или дробовой шум на клеммах большого сопротивления, или шум стабилитрона, через который протекает очень малый ток. Название получил от белого света, содержащего электромагнитные волны частот всего видимого диапазона электромагнитного излучения. Кроме белого, существуют шумы многих цветов.

В природе и технике «чисто» белый шум (то есть белый шум, имеющий одинаковую спектральную мощность на всех частотах) не встречается (ввиду того, что такой сигнал имел бы бесконечную мощность), однако под категорию белых шумов попадают любые шумы, спектральная плотность которых одинакова (или слабо отличается) в рассматриваемом диапазоне частот.

Экспоненциальное (или показательное) распределение -- абсолютно непрерывное распределение, моделирующее время между двумя последовательными свершениями одного и того же события.

Фазовая модуляция -- вид модуляции, при которой фаза несущего колебания изменяется прямо пропорционально информационному сигналу.

В случае, когда информационный сигнал является дискретным, то говорят о фазовой манипуляции. Возможна относительная фазовая манипуляция (ОФМ), если информация передается не в самой фазе, а в разности фаз соседних сигналов в последовательности. Хотя для сокращения занимаемой полосы частот манипуляция может производится не прямоугольным, а сглаженным импульсом, например, колоколообразным, приподнятым косинусом и др., но и в этом случае обычно говорят о манипуляции.

По характеристикам фазовая модуляция близка к частотной модуляции. В случае синусоидального модулирующего (информационного) сигнала, результаты частотной и фазовой модуляции совпадают.

2. Расчётная часть

1) В данной работе мне нужно рассчитать зависимость вероятности ошибки от отношения мощность сигнала/мощность шума. Для расчёта вероятности ошибки я использую корреляционный приемник.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1- структурная схема корреляционного приемника

2) Для шума с равномерным распределением амплитуд, я воспользуюсь расчётами из лабораторной работы:

Рисунок 2- данные полученные в лабораторной работе

Рисунок 3- график зависимости Pош от Pс/Pп

Для шума с экспоненциальным законом распределения амплитуд нужно записать в Excel формулу: -Aш*Ln(СЛЧИС()).

Рисунок 4- заполнение формулы для помехи

Что бы вероятность ошибки была статистически точной, сигнал на выходе корреляционного приёмника я проверю 1000 раз. Эту операцию я повторю для

всех Амплитуд шума (30,20,10,5.)

Рисунок 5-Данные для помехи с экспоненциальным законом распределения

Рисунок 5- график зависимости Рош от Рс/Рп

Заключение

связь помеха сигнал

В ходе работы была посчитана вероятность ошибки для шума с равномерным законом распределения, для 4 различных амплитуд шума (30,20,10,5).

Аналогичная работа сделана, для помехи с экспоненциальным законом распределения.

Построены графики зависимости вероятности ошибки от отношения мощность сигнала / на мощность шума, в отношении обоих помех.

Из данных графиков наглядно видно, что помеха с равномерным законом распределения амплитуд, появляется чаще, чем с экспоненциальным законом распределения, при тех же значениях отношения Рс/Рп. Из чего можно сделать вывод что помеха с равномерным законом распределения сильнее влияет на помехоустойчивость систем связи.

Список использованной литературы

1. Андреев Р.Н., Краснов Р.П. Теория электрической связи

2. Кловский Д.Д. Теория электрической связи

3. Васильев К.К., Глушков В.А., Дормидонтов А.В., Нестеренко А.Г. Теория электрической связи

Размещено на Allbest.ru