Математичні моделі завад - Математичний опис джерел інформації, сигналів, завад і каналів зв'язку
Природа завад різноманітна: шуми космічних об'єктів, атмосферні процеси, завади від сусідніх станцій, індустріальні завади й т. д.
Сигнал, що надійшов на вхід приймача, може бути представлений у вигляді суми:
,
Де s*(t) - підданий детермінованому або випадковому перетворенню у лінії зв'язку переданий передавачем сигнал s(t), тобто s*(t) = F*[s(t)].
N(t) - адитивна завада.
Перетворення F*[...] пов'язані зі змінами параметрів середовища поширення сигналів залежно від погоди (температура, вологість), сонячної активності, пори року й доби. Ці зміни відбуваються відносно повільно й часто можуть бути скомпенсовані, наприклад, методами автоматичного регулювання посилення. Цю складову завади називають мультиплікативною завадою.
Адитивні завади n(t) більше небезпечні. По своєму походженню вони діляться на внутрішні, виникаючі в пристроях каналу, і зовнішні, вступники від сторонніх джерел.
Внутрішні завади обумовлені в основному тепловими шумами (випадковими рухами електронів у провідниках) і дробовими шумами (флуктуаціями числа носіїв струму, що переборюють потенційний бар'єр в електронних пристроях).
Теплові шуми в принципі непереборні. Їх можна зменшити, знижуючи температуру "сильно шумливих" елементів.
Дробові шуми можна знижувати шляхом раціональної побудови елементів схеми, але повністю усунути також не можна.
Наведення від сусідніх елементів схем через погану екранізацію також ставляться до внутрішніх завад.
Зовнішні завади відіграють істотну роль при радіозв'язку.
Відносно грубу характеристику завад дають їхні частотні спектри. За цією ознакою вони діляться на широкосмугові завади (їхній спектр значно ширше спектра сигналу) і вузько смугові завади (їхній спектр порівняємо або вже спектра сигналу).
За своєю часовою структурою завади діляться на гладкі й імпульсні. У гладких завад обгинаюча миттєвих значень із великою ймовірністю перебувають поблизу від свого середнього значення, а в імпульсних ? навпаки.
Найбільш повну характеристику завад дають їхнього опису як випадкових процесів (багатомірними щільностями розподілу їхніх параметрів). Однак для такого опису на практиці не досить даних про завади. Тому часто обмежуються одномірними щільностями w(x) розподілу миттєвих значень завад і змінних характеристик: середнім значенням m(t) і дисперсією у2(t).
У силу ряду причин (природа випромінювань, накладення від безлічі джерел) щільність розподілу підкоряється нормальному закону
. (1.10)
Відповідно до теореми Вінера-Хінчіна спектральна щільність потужності завади N(w) пов'язана з автокореляційною функцією KN(ф) її перетворенням Фур'є:
, (1.11)
Де KN(ф)= M[n(t)n(t + ф)] - автокореляційна функція завади.
По спектральній щільності потужності завади N(щ) не можна відновити заваду, а можна - тільки її автокореляційну функцію KN(ф). Щільність N(щ) задається в області частот від ? до + ?. Однобічна спектральна щільність потужності [0 ? +?]
N0(щ) = 2N(щ). (1.12)
Теорема: Якщо завада, розподілена за нормальним законом, розкладається в ряд по теоремі Котельникова на інтервалі Т/2 < t < T/2, то коефіцієнти цього ряду статистично незалежні і їхня щільність розподілу ймовірностей нормальна з нульовим середнім і дисперсією
, (1.13)
Де N0 - однобічна спектральна щільність потужності завади.
Ця теорема дозволяє представити багатомірну щільність розподілу ймовірностей завади за допомогою одномірних щільностей у перетинах, що збігаються з відліками корисного сигналу,
, (1.14)
Де N = 2FM, FM - максимальна частота в спектрі сигналу.
При переході в (1.14) до інтеграла одержимо
(1.15)
При проходженні завади через лінійну систему з коефіцієнтом передачі K(iщ) одержимо
NВих(щ) = K2(щ)NВх(щ). (1.16)
Модуль передатної функції K(щ) входить у це вираження у квадраті, тому що енергетичний спектр завади пропорційний квадрату спектральної щільності (по Парсевалю).
Проходження сигналу разом з завадою через лінійну систему пов'язане із втратами інформації.
Похожие статьи
-
Більшість пристроїв інформаційних систем відносяться до класу лінійних систем, які представляються у вигляді чотириполюсника з передатною функцією K(iщ)....
-
Джерела інформації мають фізичну природу, відрізняються по виду формованих повідомлень, енергетичній активності, імовірнісним характеристикам. Для...
-
Математичні моделі сигналів - Математичний опис джерел інформації, сигналів, завад і каналів зв'язку
Відеосигнали u(t), розглянуті в 1, не є основними переносниками інформації. Вони переносять її по внутрішніх ланцюгах. Переносниками інформації на далекі...
-
Оскільки інформатика має справу з процесами передачі і зберігання інформації, те важливе значення має кількісне вимірювання інформації. При цьому різні...
-
У техніці інформацією вважається будь-яка послідовність символів, що зберігається, оброблювана або передана. Часто використовують простий і грубий спосіб...
-
Імовірнісний характер інформації (де, коли, які повідомлення, скільки їх), імовірнісний характер перешкод потребують переходу від детермінованої моделі...
-
Пристрій може виявляти й декодувати сигнали малої амплітуди. Для досягнення цього DVDD, AVDD і VBIAS повинні бути розв'язані, а тракт прийому ?...
-
Опис функціональної схеми модему - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
На рис. 7.2 представлена функціональна схема мікросхеми СМХ869, а в таблиці 7.1 наведено опис вхідних і вихідних сигналів. Рисунок 7.2 Функціональна...
-
Модель системи зв'язку - Цілісність і доступність інформації
В наслідок впливу завад та шумів результуючий сигнал SРез(t) на виході каналу зв'язку є сумою (для адитивних завад, які, як правило, домінують в каналах...
-
Особливістю нинішнього етапу розвитку інформаційних систем армій економічно розвинених держав є повсюдне впровадження нових стандартів цифрової обробки...
-
Цей канал, як і радіоканал, становить підвищену небезпеку. Електричний канал утвориться в технічних засобах і комунікаціях через паразитні зв'язки й...
-
Особливості обробки сигналів в системі мобільного зв'язку з ЦДУ Як відомо, ємність СМЗ обумовлена кількістю абонентів, які вона може обслужити, є дуже...
-
Класифікація радіорелейних систем передачі - Засоби радіорелейного зв'язку
Існує безліч різних класифікацій радіорелейних систем передачі (РРСП) у залежності від ознак, покладених у їхню основу. За належністю до різних служб...
-
При введенні кількісної міри інформації (Норберт Вінер і Клод Шеннон) було прийнято смисловий зміст повідомлень (семантику) не враховувати, а обмежитися...
-
Функції інформації - Кількісні інформаційні характеристики дискретних джерел повідомлень і каналів
Як уже підкреслювалося, інформацією називають відомості про навколишній світ, про процеси, що протікають в ньому. Інформація, зафіксована на носіях,...
-
Загальна схема системи зв'язку - Теорія інформації як основа інформаційних технологій
Вона складається з 5 частин: 1. Джерело повідомлень, що створює повідомлення або послідовність повідомлень, які повинні бути передані. Повідомлення...
-
Оптимизация по критерию максимума отношения сигнал/шум - Оптимальные линейные системы
Рассмотрим, аналогично 4.1.1, обработку сигнала на фоне "белого шума" , по-прежнему используя в качестве критерия оптимальности критерий максимума...
-
Висновок - Засоби радіорелейного зв'язку
Стрімкий розвиток телекомунікаційних та інформаційних технологій, застарілість техніки зв'язку, що знаходиться на озброєнні Збройних Сил України, стали...
-
Звичайно джерела передають повідомлення з деякою швидкістю, витрачаючи в середньому час Т на передачу одного повідомлення. Продуктивністю джерела...
-
Ентропія визначає міру невизначеності всієї безлічі повідомлень на вході каналу і обчислюється як середня кількість власної інформації у всіх...
-
Способи модуляції - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
У модемах для телефонних каналів, як правило, використаються три види модуляції: частотна, відносна фазова (фазоразностна) і квадратурна амплітудна...
-
Скремблювання - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
Двійковий сигнал на вході модему може мати довільну статистичну структуру, що не завжди задовольняє вимогам, пропонованим синхронним способом передачі....
-
Цифрові скремблери - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
Під скремблюванням розуміється зміна характеристик речового сигналу таким чином, що отриманий модульований сигнал, маючи властивості нерозбірливості й...
-
Необхідність подальшого удосконалення військових засобів РР зв'язку та їх основних частин На озброєнні в підрозділах і частинах ЗС МО України знаходиться...
-
Канали витоку інформації - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
Системи, створені спеціально для передачі інформації використаються людьми в повсякденній практиці у відповідності зі своїм призначенням і є офіційними...
-
Рассмотрим обработку сигнала вида На фоне "белого шума" , имеющего энергетический спектр вида . В качестве критерия оптимальности выберем критерий...
-
Робота блоку розпочинається з того, що центральний процесор формує на лініях КДА00-15Н адрес, він надходить на шинні формувачі (DD1-DD4), і при цьому...
-
Аналогові й цифрові канали Під каналом зв'язку розуміють сукупність середовища поширення й технічних засобів передачі між двома канальними інтерфейсами...
-
Останнім часом зарубіжних системах зв'язку інтенсивно розвивається напрямок, пов'язаний з використанням так званих MIMO-технологій (Multiple Input -...
-
Протокол V.42 - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
Стандарт V.42, прийнятий ITU-T у листопаді 1988 року, визначає процедуру LAPM (Link Access Procedure for Modems), схожу по можливостях з MNP4. Переваги...
-
Протоколи MNP - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
Одним з перших протоколів виправлення помилок став протокол MNP (Microcom Networking Protocol), розроблений фірмою Microcom. Він виявився настільки...
-
Величина Кв при рівномірному квантуванні визначається Кв= 3L2/.(2.6) З цієї формули ми зможемо знайти число рівнів квантування L Кв. ? Кв. доп. Кв....
-
При використанні високошвидкісних РРС питома вартість цифрового каналу, зрозуміло, значно нижче, ніж при використанні низькошвидкісних станцій. При цьому...
-
Класифікація модемів - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
По області застосування. Сучасні модеми можна розділити на кілька груп: - для телефонних каналів, що комутирують; - для виділених (орендованих)...
-
Останнім часом у вітчизняній і закордонній літературі, присвяченій розробці та аналізу приймально-передавальних пристроїв, саме на приймальний тракт...
-
Канали, що комутуються, надаються споживачам на час з'єднання на їх вимогу (заявці). Такі канали принципово містять у своєму складі комутаційне...
-
За кордоном військові тропосферні лінії набули великого розвитку. Військові відомства США та інших країн НАТО, а також Японії активно застосовують...
-
Основні параметри абонентських пристроїв - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
Оскільки модем є, по суті, абонентським пристроєм до нього повинні бути пред'явлені вимоги ДЕРЖСТАНДАРТ 7168-86, у якому регламентуються вимоги до АП...
-
РРС Р-415 призначена для створення тимчасових швидкорозгортаємих малоканальних радіорелейних ліній зв'язку, а також для відгалуження каналів від...
-
Вступ, Приймальні супутникові антени. Параболічні антени - Супутникові системи зв'язку
Ознайомитися з сучасними супутниковими системами зв'язку, з технічними можливостями виведення супутника на навколоземну орбіту, а також з його...
Математичні моделі завад - Математичний опис джерел інформації, сигналів, завад і каналів зв'язку