Виды помех
Помеха – это воздействие, которое накладывается на полезный сигнал, тем самым затрудняя его прием.
В проводных каналах связи основной вид помех - прерывная связь и импульсные шумы. В большинстве случаев возникновение импульсных шумов обусловлено перекрестными наводками и автоматической коммутацией. Прерывание связи представляет собой явление, в результате которого сигнал резко затухает или совсем исчезает. Почти в любом диапазоне частот присутствуют внутренние шумы используемой аппаратуры, которые обусловлены хаотическим движением носителей заряда в усилительных устройствах, сопротивлениях и прочих составляющих аппаратуры. Особо существенное воздействие данный вид помех оказывает в ультразвуковом диапазоне волн. В этом диапазоне также особое значение имеют космические помехи, связанные с электромагнитными процессами, которые происходят на Солнце, звездах и других внеземных объектах. Классификация помех осуществляется по следующим признакам.
- Место возникновения (происхождение). Согласно данному признаку помехи делятся на тепловые (внутренние шумы аппаратуры), помехи от посторонних источников (атмосферные, индустриальные, комические).
- Физические свойства. Согласно данному признаку помехи делятся на сосредоточенные и флуктуационные. Флуктуационная помеха представляет собой случайный процесс с нормальным распределением. Сосредоточенные могут быть сосредоточенными по спектру помехи и времени.
- Характер воздействия. Согласно данному признаку помехи делятся на мультипликативные и аддитивные. Мгновенные значения аддитивной помехи складываются с мгновенными значениями сигнала, а мгновенные значения мультипликативной перемножаются.
Методы повышения помехозащищенности
Помехозащищенность – это способность системы связи противостоять негативному воздействию помех.
В основе всех методов повышения помехозащищенности находится использование некоторых различий между помехой и полезным сигналом. Все известные методы повышения помехозащищенности делятся на две группы:
- Методы, которые основаны на выборе способа передачи сообщений.
- Методы, которые связаны с построением помехоустойчивых приемников.
Самым распространенным способом увеличения помехозащищенности сигналов является увеличение отношения сигнал/помеха благодаря увеличению мощности передатчика. Однако, в некоторых случаях данный метод может быть экономически невыгоден, потому что связан с ростом стоимости и сложности оборудования. Для увеличения помехозащищенности непрерывных сигналов часто используется метод рационального выбора вида модуляции сигналов. Используя виды модуляции, которые обеспечивают существенное расширение полосы частот полезного сигнала, возможно добиться увеличения его помехозащищенности.
Радикальным методом увеличения помехозащищенности является использование специальных помехоустойчивых кодов. Всего есть два варианта для увеличения их помехозащищенности. Первый из них заключается в выборе таких способов передачи, которые обеспечивают минимальную вероятность искажения кода. Второй заключается в увеличении корректирующих свойств комбинаций кодов. Данный метод позволяет устранять и обнаруживать искажения в кодовых комбинациях. Для его осуществления в код вводятся избыточные, дополнительные импульсы, что способствует увеличению времени передачи или частоты передачи символов кода.
Увеличить помехозащищенность также возможно посредством повторной передачи одного и того же сообщения. На приемной стороне сравниваются полученные сообщения и в качестве истинного принимается то, которое самое большое число совпадений. Для того, чтобы исключить неопределенность в процессе обработки информации и обеспечить отбор по критерию большинства, передаваемое сообщение должно повторяться минимум три раза. Недостаток такого метода - увеличение времени передачи.
Системы, у которых увеличение помехозащищенности достигается благодаря увеличению времени передачи являются системами с обратной связью. В случае присутствия искажений в сообщениях информация, которая поступает по обратному каналу связи, обеспечивает повторение передачи. Наличие обратного канала способствует усложнению всей системы связи, но в отличии от систем с повторением, повторение сообщения происходит только при обнаружении искажений в передаваемых сигналах, то есть избыточность меньше.
Помехоустойчивый прием сообщений заключается в использовании избыточности и априорных сведений о помехах и сигналах для решения задачи самым оптимальным способом: обнаружение сигнала, различие сигналов или восстановление сообщений. Сейчас для синтеза оптимальных приемников активно используется аппарат теории статических решений.
