Помехи приему сигналов

Помехи – это любые мешающие воздействия, приводящие к искажению спектрально-временных характеристик сигнала.

Помехи воздействуют на канал связи как извне через среду распространения сигнала, так и в любом сечении канала связи, начиная, в с входа оконечной аппаратуры. Однако определяющими являются помехи, образованные средой распространения сигнала, и помехи, попадающие в канал связи через среду распространения сигнала.

Помехи могут быть естественного (например, молниевые разряды, космический шум) или искусственного происхождения (например, промышленные помехи, излучения посторонних радиопередатчиков), непреднамеренные и преднамеренные, внутрисистемные и внешние, и т.д.

Проведем классификацию действующих помех по двум признакам:

- по характеру воздействия помехи на сигнал;

- по спектрально-временным характеристикам помех.

По характеру воздействия помехи на сигнал помехи подразделяются на мультипликативные µ(t) и аддитивные n(t).

Воздействие мультипликативной помехи µ(t) на сигнал s(t) проявляется только при наличии сигнала. Т.е. мультипликативную помеху можно представить, как коэффициент передачи среды распространения сигнала (среды распространения радиоволн).

В среде РРВ происходит поглощение и рассеяние энергии сигнала, называемое замиранием сигнала. Степень поглощения и рассеяния энергии сигнала зависит от характеристик среды РРВ, траектории распространения радиоволны и ее частоты.

Как правило, период изменения характеристик среды РРВ T_СРРВ >> T_c, где T_c – время передачи элемента сигнала. Поэтому замирания сигнала, определяемые характеристиками среды РРВ, называются медленными замираниями сигнала.

Из проведенного выше анализа особенностей распространения радиоволн различных диапазонов следует, что в большей или меньшей степени все радиосигналы подвергнуты воздействию интерференционных замираний, вызванных многолучевостью распространения сигнала. Т.е. в место приема одновременно приходит несколько копий сигнала, имеющих разные амплитуды и фазы, в результате суммирования которых получается результирующий сигнал, уровень которого изменяется в широких пределах. Интерференционные замирания получили название быстрых замираний сигнала. Период быстрых замираний сигнала T_интер соизмерим или меньше времени передачи элемента сигнала T_c, т.е. T_интер ≤ T_c.

Для многолучевых каналов мультипликативное воздействие помехи можно аналитически представить в виде

где M – количество копий сигнала (лучей), пришедших в место приема разными путями;

μ_k – коэффициент передачи среды РРВ по k-му пути;

τ_k – задержка радиосигнала при распространении по k -му пути.

Воздействие аддитивной помехи n(t) на сигнал s(t) аналитически описывается суммой:

u(t) = s(t) + n(t).

Отсюда следует, что аддитивная помеха существует вне зависимости от наличия сигнала.

По своим спектрально-временным характеристикам аддитивные помехи подразделяют на флуктуационные, сосредоточенные (сосредоточенные по частоте) и импульсные (сосредоточенные по времени).

Флуктуационная помеха (ФП) n_фп(t) – это помеха, длительность которой T_фп много больше длительности элемента сигнала T_с, а ширина спектра помехи ∆f_фп много больше ширины спектра радиосигнала ∆f_рс, т.е.

T_фп >> T_с и ∆f_фп >> ∆f_рс.

К флуктуационным помехам относятся шумовые помехи любого происхождения.

Сосредоточенная помеха (СП) n_сп(t) – это помеха, длительность элемента которой T_сп соизмерима или больше длительности элемента сигнала T_с, а ширина спектра помехи ∆f_сп соизмерима или меньше ∆f_рс, т.е.

T_сп ≈ или > T_с и ∆f_сп ≈ или < ∆f_рс.

К сосредоточенным помехам относятся в основном помехи от посторонних радиолиний.

Импульсная помеха (ИП) n_ип(t) – это помеха, длительность элемента которой T_ип много меньше длительности элемента сигнала T_с, а ширина спектра помехи ∆f_ип много больше ширины спектра радиосигнала ∆f_рс, т.е.

T_ип << T_с и ∆f_ип >> ∆f_рс.

Из изложенного следует, что классификацию аддитивных помех необходимо проводить только по отношению к конкретному сигналу. Одна и та же аддитивная помеха при воздействии на радиолинии, работающие разными сигналами, может относиться к разным классам аддитивных помех.

Примерами импульсная помеха являются молниевые разряды, индустриальные помехи.

Совместное воздействие мультипликативных и аддитивных помех на передаваемый сигнал можно представить в виде

Классификация помех приведена на рис. 1.16.

Помехи