являются: ослабление (затухание) сигнала на приемном конце и наводимые электромагнитные
помехи.Для беспроводных систем связи кроме затухания наиболее важными факторами осложнения приема сигнала являются: многолучевость и замирания.
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Прием сигналов на фоне помех
Содержание
- 1. Прием сигналов на фоне помех
- 2. Модель сигнала в канале с АБГШ
- 3. Модель канала с затуханием и аддитивным шумом
- 4. Особенности приема сигналовДля проводных и кабельных систем
- 5. Проблемы затуханияПолученный сигнал должен обладать мощностью, достаточной
- 6. Принцип телефонной передачи
- 7. Выделение аудио сигналаПри телефонном разговоре (обмене сообщениями)
- 8. Работа аппаратаПосле набора номера АТС посылает в
- 9. Тональный набор номерDTMF (dual-tone multi-frequency) – в
- 10. Схема приемника тональных сигналов
- 11. Преимущества тонального набора номераЧастоты выбраны таким образом,
- 12. Потери мощности в свободном пространстве
- 13. Аппаратура передачи данныхФункциональная схема аппаратуры передачи данных
- 14. Функциональная схема аппаратуры передачи данных
- 15. Не зависит от параметров кодаЗначение Еb/N0 в
- 16. Преобразование сигналов в радиотехникеПреобразование исходного сообщения
- 17. Качество передачиХарактеризуется вероятностью ошибочного приема символаСлучайные ошибки
- 18. Слайд 18
- 19. АнтенныАнтенна обеспечивает связь между фидерной линией и
- 20. Прием и демодуляцияПересекая приемную антенну, радиоволны наводят
- 21. Схема супергетеродинного приемника
- 22. РадиоприемникСигнал, принятый антенной, фильтруется полосовым фильтром (ПФ)
- 23. Параметры приемникаДиапазон частотЧувствительность (способность принимать малые сигналы)Селективность (выражается ослаблением посторонних сигналов)СтабильностьПотребляемая мощностьМассогабаритностые характеристики
- 24. ОпределениеЧувствительность (дБм) – это мощность сигнала на
- 25. ЗамиранияЗамирание (fading) – это изменение мощности полученного
- 26. Многостанционный доступМногостанционный доступ является характеристикой территориально –
- 27. Три способа управления многоканальным доступомЗакрепленные каналы (определенные
- 28. Сигнал многолучевого каналаПредставляет собой сумму большого числа
- 29. Методы компенсации ошибокПрямое исправление ошибок – приемник
- 30. Обнаружение сигналовС точки зрения математической статистики задачи
- 31. Математическая формулировкаЗадача проверки многих гипотезПусть каждому значению
- 32. Демодуляция и обнаружение цифровых сигналовДемодуляцией называем процесс
- 33. Слайд 33
- 34. Критерий принятия решенияПопулярный критерий основан на минимизации
- 35. Некоторые определенияСогласованный фильтр – это линейное устройство,
- 36. ОпределениеИнтеграл от произведения принятого сигнала s*(t) на
- 37. Метод многократного повторения принятого сигналаНесколько принятых (многолучевые)
- 38. Накопление, или суммированиеЧем больше «экземпляров» принятого сигнала,
- 39. Корреляционный метод приемаМетод основан на измерении функции
- 40. В аналоговых системахДля борьбы с межсимвольными помехами
- 41. В цифровых системахДля борьбы с межсимвольными помехами дополнительно используют временное разнесение; помехоустойчивое кодирование
- 42. О борьбеПри передачи информации методами фазовой манипуляции
- 43. ПренебрегаемДля стандартных групповых скоростей передачи информации 2
- 44. Возможные мерыВ качестве таких мер можно указать
- 45. Некоторые терминыEqualization – компенсация, выравнивание, коррекция
- 46. Принцип эквалайзера (гармонический фильтр-корректор)
- 47. Временные диаграммы
- 48. Определить амплитуды помехВеличины w1,..wn есть амплитуды межсимвольных
- 49. Схема компенсации
- 50. Компенсаторы помех При возникновении ошибок при приеме
- 51. Наглядное представление принятого сигнала с помехойГлазковая диаграмма
- 52. Пример глазковой диаграммы
- 53. Дополнения ↓
- 54. Функциональная схема телефонного аппарата
- 55. Принцип действия телефона
- 56. Слайд 56
- 57. Скачать презентанцию
Модель сигнала в канале с АБГШ
Слайды и текст этой презентации
Слайд 4Особенности приема сигналов
Для проводных и кабельных систем основными проблемными факторами
Для беспроводных систем связи кроме затухания наиболее важными факторами осложнения приема сигнала являются: многолучевость и замирания.
Слайд 5Проблемы затухания
Полученный сигнал должен обладать мощностью, достаточной для его обнаружения
Мощность
сигнала должна превышать мощность шума
При повышении частоты затухание возрастает, что
приводит к дополнительным искажениям
Слайд 7Выделение аудио сигнала
При телефонном разговоре (обмене сообщениями) ток постоянного напряжения
и аудио сигнал разделяются путем прохода аудио сигнала через конденсаторы
емкостью около 2 мкФ и ограждения сигнала от линий питания с помощью дросселя (индуктивностью 5 Гн и сопротивлением порядка 200 Ом) в каждой линии
Слайд 8Работа аппарата
После набора номера АТС посылает в сторону вызывающего телефонного
аппарата тон «ждите» или «занято»
После поднятия трубки вызываемого телефонного аппарата
можно вести разговор
Слайд 9Тональный набор номер
DTMF (dual-tone multi-frequency) – в этой системе цифры
передаются двумя частотными (тонами) одновременно
Кроме функции набора номера, система тонального
набора позволяет осуществлять низкоскоростную передачу данных
Слайд 11Преимущества тонального набора номера
Частоты выбраны таким образом, чтобы избежать гармонических
помех от речевых сигналов
Правильная цифра определяется одним тоном из верхней
частотной группы и одним – из нижнейМаксимальная скорость набора номера в системе частотного набора составляет 7 цифр в секунду (на порядок больше, чем в импульсной)
Слайд 13Аппаратура передачи данных
Функциональная схема аппаратуры передачи данных включает в себя:
аппаратуру
кодирования и сжатия источников сообщения
аппаратуру уплотнения сигналов и формирования формата
сигналапередающую радиочастотную аппаратуру
Слайд 15Не зависит от параметров кода
Значение Еb/N0 в приемнике не зависит
от параметров используемого кода (n,k, …)
Значение Еb/N0 в приемнике зависит
от отношения Р0 /N0 на приемной стороне и скорости передачи данных R: Еb/N0=Р0/(N0 R), где Р0 – средняя мощность принимаемого сигнала.
Слайд 16Преобразование сигналов
в радиотехнике
Преобразование исходного сообщения в электрический сигнал
Модуляция колебания
несущей частоты
Перенос спектра принятого колебания в область более низких частот
(на промежуточную частоту) с помощью процесса гетеродинирования для облегчения последующей обработки (фильтрации)Демодуляция принятого сигнала
Фильтрация, обеспечивающая оптимальное выделение передаваемого сообщения
Слайд 17Качество передачи
Характеризуется вероятностью ошибочного приема символа
Случайные ошибки при цифровой передаче
в основном связаны с наличием теплового шума и межсимвольных помех
на входеДругими причинами ошибок служат помехи от других систем передачи, шумы естественного происхождения
Слайд 19Антенны
Антенна обеспечивает связь между фидерной линией и окружающей средой и
служит для излучения или приема электромагнитных волн
В системах, работающих на
частотах свыше 1 ГГц, в качестве антенн используют излучающие поверхности, на более низких частотах – излучающие провода
Слайд 20Прием и демодуляция
Пересекая приемную антенну, радиоволны наводят в ней э.д.с.,
которая усиливается в приемнике и преобразуется в сигнал того вида,
который был получен на выходе преобразователя информации в тракте передачиТакое преобразование называется демодуляцией
Слайд 22Радиоприемник
Сигнал, принятый антенной, фильтруется полосовым фильтром (ПФ) и поступает на
вход смесителя (СМ) через малошумящий усилитель (МШУ) или непосредственно
На выходе
смесителя частота принятого сигнала преобразуется в промежуточную fпр После усиления в УПЧ сигнал демодулируется (ДМ) и поступает в оконечное оборудование
Слайд 23Параметры приемника
Диапазон частот
Чувствительность (способность принимать малые сигналы)
Селективность (выражается ослаблением посторонних
сигналов)
Стабильность
Потребляемая мощность
Массогабаритностые характеристики
Слайд 24Определение
Чувствительность (дБм) – это мощность сигнала на входе приемника, при
которой на выходе достигается заданное отношение сигнал/шум или заданная интенсивность
ошибок
Слайд 25Замирания
Замирание (fading) – это изменение мощности полученного сигнала во времени,
вызванное изменением параметров устройств связи или среды распространения
Различают быстрые и
медленные замирания
Слайд 26Многостанционный доступ
Многостанционный доступ является характеристикой территориально – распределенной радиосистемы в
отличие от многоканальной линии связи, где множество источников сигналов физически
присутствуют на входе многоканальной линии связи и, вследствие этого, отсутствуют проблемы синхронизации источников сигналов отдельных каналов
Слайд 27Три способа управления многоканальным доступом
Закрепленные каналы (определенные полосы частот в
полосе группового сигнала постоянно выделены для определенных станций)
Программное распределение каналов
(частотные полосы предоставляются станциям по расписанию)Незакрепленные каналы (любая станция может получить любой частотный канал, не занятый другой станцией)
Слайд 28Сигнал многолучевого канала
Представляет собой сумму большого числа элементарных сигналов с
разными амплитудами αi и случайными запаздываниями Δτi
Время запаздывания сигнала в
линии определяется максимальным запаздываниемДля описания сигнала используют статистические характеристики
Слайд 29Методы компенсации ошибок
Прямое исправление ошибок – приемник исправляет битовые ошибки,
основываясь только на информации входящего сигнала
Адаптивное выравнивание – используются методы
взвешенного суммирования (концентрации) рассеянной энергии принимаемого символаРазнесение (по частоте или времени) – заключается в создании множества логических каналов между приемником и передатчиком (с учетом того, что процессы замирания происходят независимо)
Слайд 30Обнаружение сигналов
С точки зрения математической статистики задачи обнаружения сигналов совпадают
с задачами теории статистических решений (проверка гипотез и оценка параметров)
Рассматриваются
только те решения, которые непосредственно основаны на отношении правдоподобия
Слайд 31Математическая формулировка
Задача проверки многих гипотез
Пусть каждому значению параметра α =
1, 2, .. M соответствует точно известный сигнал s(t, α).
Присоединим к набору значение α = 0, что обозначает гипотезу об отсутствии сигналаПравило выбора решения сводится к вычислению для каждого α величин нормированных вероятностей и выбору события с наибольшей вероятностью
Слайд 32Демодуляция и обнаружение цифровых сигналов
Демодуляцией называем процесс восстановления сигнала в
неискаженный импульс
Обнаружение – это принятие решения относительно цифрового значения этого
сигнала
Слайд 34Критерий принятия решения
Популярный критерий основан на минимизации вероятности ошибки
Плотность условной
вероятности называют также правдоподобием
Принятие решения заключается в эффективном выборе гипотезы,
соответствующей сигналу с максимальным правдоподобием
Слайд 35Некоторые определения
Согласованный фильтр – это линейное устройство, спроектированное для получения
на выходе максимально возможного для данного передаваемого сигнала отношения сигнал/шум
Импульсная
характеристика согласованного фильтра – это зеркальное отображение сигнала с некоторой задержкойРабота согласованного фильтра описывается математической операцией свертки
Слайд 36Определение
Интеграл от произведения принятого сигнала s*(t) на копию переданного сигнала
(прототипа) S(t) на интервале передачи символа представляет собой корреляцию
Для сравнения
принятого сигнал s*(t) с возможными прототипами S1(t) … SM(t) используют набор из М корреляторов
Слайд 37Метод многократного повторения принятого сигнала
Несколько принятых (многолучевые) экземпляров сигнала оказываются
по-разному искаженными помехами, так как сигнал и помеха – процессы
независимыеСличая в приемнике несколько экземпляров одного и того же сигнала, можно восстановить истинную форму передаваемого сигнала
Слайд 38Накопление, или суммирование
Чем больше «экземпляров» принятого сигнала, тем с большей
уверенностью будет восстановлено исходное сообщение
В конечном счете процесс сводится к
некоторому «взвешенному» суммированию отдельных образов принимаемого сигнала
Слайд 39Корреляционный метод приема
Метод основан на измерении функции автокорреляции сигнала с
помехой в приемнике
Идея заключается в использовании того факта, что функция
корреляции беспорядочной помехи всегда убывает с возрастанием аргумента (времени), тогда как функция корреляции периодического (многократно повторенного) сигнала периодична
Слайд 40В аналоговых системах
Для борьбы с межсимвольными помехами (замираниями) используют: метод
разнесенного приема (искусственная комбинация нескольких разнесенных копий принимаемого сигнала); метод
оптимального приема (с использованием широкополосных сигналов); метод адаптивного приема (с использованием сведений о тракте)
Слайд 41В цифровых системах
Для борьбы с межсимвольными помехами дополнительно используют временное
разнесение; помехоустойчивое кодирование
Слайд 42О борьбе
При передачи информации методами фазовой манипуляции фаза колебания межсимвольной
помехи на интервале времени Δτ будет случайной по отношению к
фазе текущего символа прямого лучаВследствие этого с межсимвольной помехой нельзя бороться методами разнесенного приема или увеличением отношения сигнал-шум
Слайд 43Пренебрегаем
Для стандартных групповых скоростей передачи информации 2 Мбит/с и 8
Мбит/с влиянием межсимвольных помех можно пренебречь
Для скорости передачи информации 34
Мбит/с и выше необходимо предусматривать меры борьбы с межсимвольными помехами
Слайд 44Возможные меры
В качестве таких мер можно указать использование эквалайзеров –
устройств, которые компенсируют в определенной степени межсимвольные помехи за счет
знания предыдущей последовательности принятых символов, непрерывного измерения передаточной функции канала связи, и предсказания межсимвольной помехиПо ряду источников эквалайзеры позволяют обеспечить надежную передачу информации до значений Δτ/τк = 0,4
Слайд 48Определить амплитуды помех
Величины w1,..wn есть амплитуды межсимвольных помех в тактовые
моменты t1,…tn при приеме одного символа сообщения
Будем считать, что в
тактовые моменты tn+1 и далее межсимвольной помехой можно пренбречьЕсли величины w1,..wn известны, то межсимвольные помехи при приеме информации можно скомпенсировать (устранить)
Слайд 50Компенсаторы помех
При возникновении ошибок при приеме двоичных сигналов также
искажается компенсирующее напряжение на выходе сумматора
Практика показывает, что
компенсаторы межсимвольных помех эффективно работают в многолучевых каналах связи, в которых при отсутствии эквалайзера вероятность ошибки на бит не превышает величины порядка 10–2
Слайд 51Наглядное представление принятого сигнала с помехой
Глазковая диаграмма – это изображение,
полученное в результате измерения отклика системы на заданные узкополосные сигналы
На
вертикальные пластины осциллографа подается отклик приемника на случайную последовательность импульсов, а на горизонтальные – пилообразное напряжение сигнальной частоты (длительность импульса)
