Помехи в каналах электросвязи.

Помехой называют посторонние электрические колебания , мешающие нормальному приему сигналов . В зависимости от характера воздействия на сигнал помехи подразделяются на аддитивную и мультипликативную . Аддитивная помеха представляет собой случайный сигнал , который накладывается на полезные сигналы , передаваемые по каналам (трактам ) передачи . Действие аддитивной помехи описывают следующим образом: U(t) = U_c(t) + U_п(t), где U_c(t) напряжение полезного сигнала; U_п(t) - напряжение помехи; U(t) - суммарное напряжение на выходе канала. Мультипликативная помеха обуславливается случайными изменениями коэффициента передачи канала в зависимости от времени: U_р(t) = U_c(t)U_п(t), где U_р(t) - результирующее напряжение на выходе канала.

Сосредоточенные по спектру, или гармонические, помехипредставляют собой узкополосный модулированный сигнал. Причинами возникновения таких помех являются снижение переходного затухания между цепями кабеля, влияние радиостанций и т. п.

Импульсные помехи — это помехи, сосредоточенные по времени. Они представляют собой случайную последовательность импульсов, имеющих случайные амплитуды и следующих друг за другом через случайные интервалы времени, причем вызванные ими переходные процессы не перекрываются во времени. Причины появления этих помех: коммутационные шумы, наводки с высоковольтных линий, грозовые разряды и т. п. Нормирование импульсных помех в канале ТЧ производится путем ограничения времени превышения ими заданных порогов анализа.

Флуктуационная помеха характеризуется широким спектром и максимальной энтропией, и поэтому с ней труднее всего бороться. Однако в проводных каналах связи уровень флуктуационных помех достаточно мал и они при малой удельной скорости передачи информации практически не влияют на коэффициент ошибок.

Мультипликативные помехи обусловлены случайными изменениями параметров канала связи. В частности, эти помехи проявляются в изменении уровня сигнала на выходе демодулятора. Различают плавные и скачкообразные изменения уровня. Плавные изменения происходят за время, которое намного больше, чем ; скачкообразные - за время, меньшее . Причиной плавных изменений уровня могут быть колебания затухания линии связи, вызванные, например, изменением состояния погоды, а в радиоканалах - замирания. Причиной скачкообразных изменений уровня могут быть плохие контакты в аппаратуре, несовершенство эксплуатации аппаратуры связи, технологии измерений и др.

Снижение уровня более, чем 17,4 дБ ниже номинального, называется перерывом. При перерыве уровень падает ниже порога чувствительности приемника и прием сигналов фактически прекращается. Перерывы длительностью меньше 300 мс принято называть кратковременными, больше 300 мс - длительными.

Импульсные помехи и перерывы являются основной причиной появления ошибок при передаче дискретных сообщений по проводным каналам связи.

К искажениям формы сигнала на выходе непрерывного канала приводят также сдвиг его спектральных составляющих по частоте , фазовые скачки и фазовое дрожание несущего колебания. В результате частотного сдвига, фазовых скачков и фазового дрожания и появляется паразитная угловая модуляция сигнала.

На рис. 3. показано воздействие фазового дрожания (а) и фазовых скачков (б) на передаваемый по каналу гармонический сигнал.

 

Рис. 3. Влияние фазового дрожания (а) и фазовых скачков (б) на

гармонический сигнал.

 

На выходе непрерывного канала всегда действуют гауссовские помехи. К таким помехам, в частности, относится тепловой шум. Эти помехи неустранимы. Модель непрерывного канала, включающая в себя четырехполюсник с импульсной характеристикой и источник аддитивных гауссовских помех , можно изобразить следующим образом (рис.4.).

 

Рис. 4. Модель линейного непрерывного канала с аддитивным шумом.

 

Более полная модель должна учитывать другие типы аддитивных помех, нелинейные искажения сигнала, а также мультипликативные помехи. Такая модель непрерывного канала представлена на рис. 5.