АНАЛІЗ АНАЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ

1. АНАЛІЗ АНАЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ

В імпульсних системах передачі енергія сигналу випромінюється не безупинно (як при гармонійному переноснику), а у виді коротких імпульсів. Це дозволяє при той же загальної енергії випромінювання, що і при безупинному переноснику, збільшити пікову (максимальну) потужність в імпульсі і тим самим підвищувати поміхо стійкість прийому. Як переносник первинного сигналу b(t) в імпульсних системах зв'язку використовують періодичну послідовність відео і радіоімпульсів.

Періодична послідовність відео імпульсів

,

де - форма одиночного імпульсу, характеризується наступними параметрами: висотою (амплітудою) h, тривалістю (шириною) t_і ; частотою проходження F_и=1/Т (Т – період проходження); положенням імпульсів у часі щодо тактових крапок . Змінюючи один з перерахованих параметрів відповідно до зміни сигналу, що модулює, b(t), можна одержати чотири основних види імпульсної модуляції (ІМ) відео імпульсів: амплітудна – імпульсну модуляцію (АIМ), модуляцію імпульсів по ширині (ШІМ), частотно-імпульсну модуляцію (ЧIМ), час імпульсну модуляцію (ВІМ).

Неперервне повідомлення s(t) являє собою деякий процес (первинний сигнал), який на відміну від дискретного повідомлення у будь-який момент часу t набуває значення, що належить неперервній множині S, тобто s Î S. Реалізації переданого повідомлення можуть неперервне змінюватися у часі й набувати будь-якої форми. Такі повідомлення зустрічаються наприклад, у телефонії, радіомовленні, телебаченні та ін. Неперервні повідомлення можуть передаватися безпосередньо або з допомогою модуляції. У першому випадку переданий сигнал (сигнал в лінії зв’язку) пропорційний переданому повідомленню

x(t)=ks(t),

де к – стала величина, що характеризує підсилення або ослаблення повідомлення у передавальному пристрої системи електрозв’язку. У другому – сигнал є деякою функцією передавального повідомлення: x(t)=x[t,s(t)], x Î X (Х – множина значень переданого сигналу). Для сигналів, таких як ЧМ і ФМ, залежність х від s нелінійна, а при АМ, БМ та ОМ – лінійна. Тому відомі види модуляції розділяють на лінійні і нелінійні. Згідно з класифікацією, введеною Котельниковим, розрізняють також прямі і непрямі види модуляції. Прикладами сигналів з прямим видом модуляції є сигнали АМ, ОМ, ФМ. У цих сигналах передане повідомлення входить до функції x[t,s(t)] безпосередньо без будь-яких перетворень. Прикладом сигналу з непрямим видом модуляції є сигнал ЧМ, в якому передане повідомлення входить до функції x[t,s(t)] не безпосередньо, а під знаком інтеграла, тому такий вид модуляції часто називають інтегральним.

Наявність спотворень і завад у каналі зв’язку призводить до того, що за прийнятим сигналом приймач не точно відновлює передане повідомлення. Проте, як і при передаванні дискретних повідомлень, за відомих статистичних характеристик джерела повідомлень і каналу зв’язку, можна поставити питання про побудову приймального пристрою (демодулятора), який найкращим (оптимальним) способом обробляє результати спостережень, що забезпечить потенціальну завадостійкість системи передавання неперервних повідомлень. Теоретичною основою оптимального приймання неперервних повідомлень є математична теорія фільтрування.

Структурна схема системи електрозв'язку представлена на рисунку 1.1

Вона складається з джерела повідомлень (ДП), модулятора, безперервного каналу зв'язку (БКЗ), демодулятора і одержувача повідомлення (ОП). Кожна з вказаних частин системи містить ще цілий ряд елементів. Зупинимося на них детальніше.

Джерело повідомлень - це деякий об'єкт або система, інформацію про стан або поведінку якого необхідно передати на відстань. Причому під об'єктом мають на увазі людину, ЕОМ, автоматичний пристрій або що-небудь інше. Інформація, що передається від ДП є непередбаченою для одержувача. Тому кількісну міру інформації, що передається за системою в теорії електрозв'язку виражають через статистичні (ймовірності) характеристики повідомлень (сигналів). Повідомлення - є фізична форма представлення інформації. Часто повідомлення представляють у вигляді струму або напруження, які змінюються у часі, відображаючи інформацію, що передається.

У ПДП повідомлення спочатку фільтрується з метою обмеження його спектра деякою верхньою частотою . Зазначимо, що фільтрація пов'язана з внесенням похибки , що відображає ту частину повідомлення, яка подавляється ФНЧ.

Модулятор – пристрій призначений для узгодження джерела повідомлень з лінією зв'язку, що використовується. Модулятор формує сигнал який являє собою електричне або електромагнітне коливання, здатне розповсюджуватися по лінії зв'язку і однозначно пов'язане з повідомленням, що передається. Сигнал на виході модулятора створюється внаслідок модуляції – процесу зміни одного або декількох параметрів переносника згідно із законом моделюючого сигналу.

Для запобігання внесмугових випромінювань в одно канальному або при організації багатоканального зв'язку, а також для встановлення необхідного ВСШ на вході приймача, сигнал фільтрується і посилюється у вихідному каскаді ПДП.

Сигнал  з виходу ПДП поступає в лінію зв'язку, де на нього накладається перешкода . На вхід ПРП впливає суміш  переданого сигналу і перешкоди. Тут, у вхідному каскаді ПРП  фільтрується і подається на демодулятор.

При демодуляції з прийнятого сигналу виділяється закон зміни інформаційного параметра.

У системах передачі безперервних повідомлень вірність (якість) передачі вважається задовільною, якщо сумарна відносна СКП відновлення не перевищує допустиму, тобто .

За даною схемою, особливості визначення завадостійкості передавання неперервних повідомлень включають такі особливості:

1.  оцінюється вірогідність прийняття рішення у найскладнішій задачі приймання, а саме задачі фільтрування (відновлення переданого повідомлення із спотвореного шумами спостережуваного сигналу;

2.  корисними перетвореннями неперервних повідомлень на сигнали і навпаки у процесі передавання є модуляція і демодуляція, а тому по суті оцінюється завадостійкість способу модуляції і демодуляції є й інші корисні та паразитні перетворення від виходу модулятора до входу демодулятора, які впливають на якість фільтрування.

Перелічені особливості передавання неперервних повідомлень призводять до того, що ускладнюється розв’язання задачі синтезу оптимальних приймачів і оцінки їх завадостійкості. Тому конкретні задачі оптимального приймання ставлять так, щоб використати накопичений досвід і результати, отримані при визначенні завадостійкості системи передавання дискретних повідомлень.