Аддитивные и мультипликативные помехи
Во всех системах связи наблюдаемый сигнал поступающий с выхода канала на вход приёмника (демодулятора) может быть представлен в виде суммы:
(2.1) | ||||
где | – | реализация суммы сигнала и аддитивной помехи на входе приемника (детектора); | ||
– | реализация случайного сигнала на входе приемника (детектора) без учета аддитивных помех; | |||
– | реализация случайного процесса (СП) | |||
– | случайная аддитивная помеха в непрерывном канале. | |||
Аддитивные (естественные) помехи по своему происхождению делятся на внутренние, возникающие в самом канале, главным образом в аппаратуре и внешние поступающие в канал от посторонних источников.
В системах электросвязи внутренние помехи обусловлены тепловыми шумами (случайными движениями электронов в проводниках), дробовыми шумами (флуктуациями числа носителей тока, преодолевающих потенциальный барьер в электронных устройствах). Тепловые шумы в принципе неустранимы. Их можно уменьшать путём понижения температуры тех частей канала, где уровень сигнала низок (входные цепи и УВЧ приёмника). Дробовые шумы можно снижать путём рационального построения аппаратуры. Полностью устранить их нельзя.
К внутренним помехам можно также отнести «фон» переменного тока, всевозможные наводки и т. д.
Внешние помехи по их происхождению делятся на:
‒ взаимные помехи – ослабленные сигналы других каналов связи;
‒ индустриальные помехи – создаются различной электрической аппаратурой;
‒ атмосферные помехи – вызываются близкими и дальними грозовыми разрядами
‒ космические помехи.
К взаимным помехам относятся также помехи, возникающие при прохождении посторонних сигналов вместе с полезным сигналом через нелинейные цепи РПУ. К ним можно отнести и контактные помехи, характерные для подвижных радиосредств.
Общие физические характеристики помех.
Внутренние помехи являются широкополосными и гладкими. При этом тепловые и дробовые шумы имеют постоянную спектральную плотность мощности в очень широкой полосе частот.
Односторонняя спектральная плотность мощности теплового шума, создаваемая флуктуацией электронов в проводнике, не зависит от его сопротивления и от проходящего через него тока и равна:
(2.2) | ||||
где | h ≈ 6,62·10-34 Дж.·с. | – | постоянная Планка; | |
к ≈ 1,38·10-23 Дж / град. | – | постоянная Больцмана; | ||
f | – | частота; | ||
– | абсолютная температура. | |||
При обычных температурах и не очень высоких частотах справедливо более простое выражение:
(2.3) |
Характер дробовых шумов зависит от типа электронного прибора, в котором они возникают. Основным их отличием от тепловых шумов является зависимость интенсивности шума от тока, проходящего через прибор. Спектральная плотность дробового шума пропорциональна постоянной составляющей этого тока и практически одинакова на всех частотах рабочего диапазона прибора.
Взаимные помехи чаще всего узкополосные и могут быть как гладкими, так и импульсными. Индустриальные и атмосферные помехи широкополосные и состоят из импульсной и гладкой составляющей.
Аддитивные помехи хорошо аппроксимируются гауссовским случайным процессом. Это объясняется тем, что помехи образуются суммированием очень большого числа отдельных воздействий, независимых друг от друга или слабо зависящих и имеющих значения примерно одного порядка. В этих условиях справедлива центральная предельная теорема и сумма этих воздействий мало отличается от гауссовского процесса.
Мультипликативные (искусственная) помехи – это помехи, которые обусловлены случайными изменениями параметров канала связи (перемножается с сигналом):
(2.4) | ||||
где | – | случайный процесс; | ||
– | полезный сигнал (реализация случайного сигнала на выходе модулятора). | |||
В реальных каналах обычно имеют место и аддитивные, и мультипликативные помехи, поэтому:
(2.5) |
Выводы
1. Аддитивная помеха – это естественная помеха, а мультипликативная помеха – это искусственная помеха.
2. В реальных каналах связи обычно имеют место аддитивные и мультипликативные помехи.
Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 4665;