ВВЕДЕНИЕ. Сообщения передаются при помощи сигналов

Сообщения передаются при помощи сигналов. В простейшем случае сообщение может заключаться в наличии (отсутствии) принятого сигнала. При этом требуется решать задачу обнаружения сигнала. Во многих случаях вид передаваемых сигналов заранее известен и приём сообщения состоит в том, чтобы определить, какой из возможных сигналов был передан. Тогда задача состоит в различении сигналов. Если сигналы отличаются значениями их параметров, которые считаются постоянными в течение некоторого интервала, то необходимо получать оценки параметров сигнала. Сообщение может содержаться в изменениях параметров, т.е. в их мгновенных (локальных) значениях. Тогда для получения сообщения нужно выполнить фильтрацию параметров сигнала. Задача фильтрации, как правило, является более сложной, чем оценивание параметров. Управление информационным параметром сигнала в соответствии с передаваемым сообщением называют модуляцией. В зависимости от вида, функциональной формы и числа параметров сигнала-переносчика и информационного сигнала варьируются свойства различных методов модуляции, а именно, вид и ширина спектра сигнала, устойчивость к воздействию помех и т.д.

Если информационный параметр сигнала-носителя изменяется непрерывно, то методы модуляции являются непрерывными (распространены, например, методы амплитудной, фазовой и частотной непрерывной модуляции гармонического сигнала-переносчика). В качестве сигнала-носителя часто используют периодическую последовательность импульсов, тогда модуляцию называют импульсной. Информационный параметр может принимать счётное число значений, при этом модуляцию называют дискретной. К дискретным видам модуляции относятся амплитудная, частотная и фазовая манипуляции. Если значения параметра закодированы и передаются в цифровой форме, то такие виды модуляции носят название цифровой модуляции. Наиболее распространенным видом цифровой модуляции является импульсно-кодовая модуляция, когда значения сигнала в дискретных точках кодируют в цифровой форме.

В технике цифровой связи методы модуляции (манипуляции) играют весьма значительную роль. Помимо своей основной функции, заключающейся в преобразовании «символ – сигнал», процесс модуляции является составной частью общего процесса согласования сигнала с характеристиками канала, по которому он будет передаваться. Современные методы многопозиционной модуляции в полном соответствии с теоремой Шеннона могут рассматриваться и как способ кодирования данных сообщений в символы канала.

Специфика выбора тех или иных методов модуляции в системах цифровой передачи информации, обусловлена заданностью текущей сетки каналов связи (КС), т.е. использованием уже существующих частотных планов. Например, в телевидении в разных странах доступными являются радиоканалы с полосами частот 6, 7 или 8 МГц. Скорость передачи цифровой информации, передающейся в этих полосах в нормальных условиях составляет 20 Мбит/с и выше. Т.о., удельная скорость передачи должна составлять примерно 4 бит/(с·Гц) в полосе 6 МГц и 3 бит/(с·Гц) в полосе 7 или 8 МГц. Но включение в тракт передачи фильтров, задающих коэффициент скругления спектра 25-35%, а также необходимость повышения скорости передачи данных за счет ввода символов кодовой защиты от ошибок приводит к дополнительному повышению удельной скорости сверх приведенных теоретических значений, что может сказаться на достоверности передачи. Поэтому, при создании КС основными задачами являются разработка методов и математических моделей, определяющих не только оптимальные режимы модуляции-демодуляции с точки зрения повышения скорости, но также достоверности и помехозащищённости передачи.

Если вид информационного сигнала, сигнала-носителя и характеристики линии связи заданы, то основной задачей является оптимальный приём сигналов. Задача оптимального приёма, как правило, сводится к задаче различения сигналов по заданному критерию в условиях помех (задача обнаружения рассматривается как различение смеси сигнала и помехи от помехи, когда сигнал отсутствует). Задачи приёма сообщений подразделяют на два класса - когерентный и некогерентный приём, соответственно при наличии и отсутствии синхронизации в канале передачи информации. Методы когерентного (синхронного) приема, как правило, более просты и надёжны. Методы некогерентного (асинхронного) приёма обеспечивают более высокое быстродействие, однако более сложны в реализации. Теория оптимального приёма сигналов является одним из важнейших разделов статистической радиотехники и теории связи.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

Дата добавления: 2015-07-08