Konspekt_TR_RO

Обратное преобразование имеет вид:

Полученные значения амплитуды и фазы называют полярным представлением (polar notation). Значения же коэффициентов при синусах и косинусах характеризуют прямоугольное представление (rectangular notation). При выполнении первого преобразования возможно несколько вариантов.

1. Значение коэффициента при косинусе равно 0. Тогда значение фазы равно ± /2. Соответствующее значение выбирается в соответствии со знаком коэффициента при синусе - если он положительный, то значение фазы /2, если отрицательный, то - /2.

2. Значение коэффициента при синусе равно 0. Тогда значение фазы равно 0 или . Соответствующее значение выбирается в соответствии со знаком коэффициента при косинусе - если он положительный, то значение фазы 0, если отрицательный, то .

3. "Дрейф" фазы. Подобный эффект наблюдается при очень малом, близком к 0, значении коэффициента при косинусе. При этом возможны резкие скачки значений фазы от - /2 к + /2. Так как значения коэффициента при косинусе очень малы, то, практически, фаза в этом случае не имеет значения и её можно принять равной - /2 или + /2.

Как правило, значение фазы сигнала несёт в себе больше информации о форме и изменениях сигнала. Пусть, например, во временном домене имеется импульс некоторой длительности. Преобразуем этот временной домен в частотный и далее в полярное представление. Установим все амплитуды в случайное значение и преобразуем частотный домен обратно во временной. Таким образом, новый временной домен содержит в себе информацию, полученную из значений фаз частотных составляющих. Теперь в том месте, где был расположен импульс на его границах заметны скачки. Это и объясняет то, что фаза сигнала несёт больше информации о форме сигнала.

Эффект Гиббса. Предположим, что из спектра прямоугольного импульса, убрали все частоты выше некоторой заданной. Далее применили обратное преобразование Фурье. Теперь на границах импульса будут отчётливо заметны затухающие колебания. Это объясняется тем, что границы идеального импульса представляются бесконечным числом синусоид и косинусоид. При увеличении этого количества от 0 до бесконечности форма фронтов импульса принимает свой истинный вид. При меньшем же количестве синусоид и косинусоид на границах импульса появляются искажения. Этот эффект носит название эффекта Гиббса. Таким образом, применение цифровых фильтров, построенных на основе преобразования Фурье в некоторых случаях может искажать сигнал. Этим ограничивается область применения таких фильтров.

151

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ

Помехоустойчивость приема сигналов

Помехоустойчивость (ПУ) является одним из основных показателей качества системы связи.

Представляет собой способность системы связи противостоять вредному действию помех на верность воспроизведения сообщений. Верность – степень соответствия принятого сообщения переданному.

ПУ зависит от вида передаваемых сообщений, уровня и характеристик помех, параметров составных частей системы.

Различают потенциальную и реальную ПУ. Первая представляет собой предельно достижимую помехоустойчивость при заданных сигналах и помехах. Эту ПУ обеспечивает специально сконструированный оптимальный (наилучший) приемник.

Реальная ПУ – это ПУ системы связи с учетом реального выполнения и настройки ее узлов. Она зависит от множества факторов и параметров отдельных звеньев системы связи. Реальная ПУ всегда меньше потенциальной.

Их сравнение позволяет дать оценку качества реального устройства и найти еще не использованные резервы повышения реальной ПУ.

Количественная мера ПУ

При передаче непрерывных первичных сигналов таковой являются среднеквадратическая ошибка:

Рс.вых - средняя мощность сигнала на выходе приемника.

При передаче дискретных первичных сигналов количественной мерой помехоустойчивости является вероятность ошибки:

Рош (ui ) lim Nош ,

N N

где N ош - число ошибочно принятых первичных сигналов ui ;

N - общее число переданных сигналов.

Группы методов повышения ПУ систем связи

1) Повышение отношения сигнал-помеха на входе приемника. Этого можно добиться увеличением уровня сигнала или уменьшением уровня помех. Увеличение уровня передаваемого сигнала приводит к усложнению проблемы электромагнитной совместимости и взаимному влиянию в многоканальных системах, поэтому уровень передаваемого сигнала ограничивается. Увеличение уровня сигнала на входе приемника достигается уменьшением ослабления на пути его прохождения по направляю-

152

щим системам, увеличением коэффициента усиления антенн, повышением КПД ввода в волноводы, световоды и др.

Уменьшение уровня помех производится подавлением помех в местах их возникновения и на путях проникновения ко входу приемника (экранирование, заземление, фильтрация и др.), уменьшением до допустимых норм взаимного влияния между цепями многопроводных линий (симметрирование, скрещивание, экранирование и др.), применением малошумящих усилителей и др.

2)Обработка сигналов в приемнике. Ее цель – выделить сигнал и подавить помехи. Наилучшие результаты обеспечивает оптимальная обработка. Однако все оптимальные способы технически сложны и на практике применяются квазиоптимальные.

3)выбор сигналов при заданных свойствах канала. При передаче дискретных сообщений осуществляется переход от ЧМн к ОФМн и многопозиционным сигналам, при передаче дискретных сообщений – от АМ к ОМ или ЧМ. Перспективны цифровые способы передачи непрерывных сигналов (например, ИКМ).

4)Разнесенный прием, при котором одно и то же сообщение передается по различным каналам связи с последующим автовыбором канала с лучшим отношением сигнал-помеха. Применяют разнесение по времени, частоте, фазе, поляризации, в пространстве.

5)Использование обратной связи (ОС). Применяется при передаче дискретных сигналов. В этом случае между источником и потребителем информации имеются как прямой, так и обратный каналы.

Различают системы с информационной (ИОС) и решающей (РОС) ОС.

При ИОС принятое сообщение по обратному каналу передается к источнику, где сравнивается с переданным сообщением. При выявлении ошибок и неточностей все сообщение передается снова.

При РОС ошибки выявляются на приеме (например, с помощью кодов, обнаруживающих ошибки). Далее формируется специальная команда, которая передается по обратному каналу. При получении этой команды источник повторяет передачи только ошибочно принятых символов сообщения.

Недостатками систем с ОС являются усложнение оборудования и увеличение времени передачи.

6)Применение корректирующих кодов. Хорошие коды являются сложными и технически трудно выполнимыми, поэтому используются в высококачественных системах связи (например, спутниковых).

153