Der gebräuchlichste Kanaltyp ist Telefon mit einer kHz-Bandbreite und einem Frequenzbereich von = 0,3 kHz bis = 3,4 kHz.

Daten von der Informationsquelle werden nach der Umwandlung des parallelen Codes in einen seriellen Code normalerweise in Form eines Nicht-Pause-Signals ohne Rückkehr zu Null (BVN) dargestellt, was einem Signal von bipolarem AM entspricht (Abb. 2.1). Um Rechteckimpulse verzerrungsfrei zu übertragen, ist ein Frequenzband von Null bis Unendlich erforderlich. Reale Kanäle verfügen über ein endliches Frequenzband, an das die übertragenen Signale durch Modulation angepasst werden müssen.

Das Blockschaltbild eines diskreten Kanals mit FM ist in Abb. dargestellt. 2.2.

Die von der AI-Informationsquelle im Parallelcode übertragene Nachricht gelangt zum Kanalkodierer KK, der den Parallelcode in einen seriellen binären BVN-Code umwandelt. In diesem Fall fügt der Kanalcodierer redundante Zeichen in die Nachricht ein (z. B. ein Paritätsbit) und generiert Start- und Stoppbits für jeden Frame übertragener Daten. Somit ist das Ausgangssignal des Encoders das Modulationssignal für den Modulator.

Abhängig vom Zustand des Modulationssignals („0“ oder „1“) erzeugt der Frequenzmodulator Frequenzbursts mit der Frequenz und . Wenn ein Signal positiver Polarität am Modulator ankommt, erzeugt der Modulator eine Frequenz , die sogenannte obere charakteristische Frequenz.

Reis. 14.2 - Blockschaltbild eines Informationsübertragungssystems mit Frequenzmodulation:

KI ist eine Informationsquelle; IP – Störquelle; CC – Kanal-Encoder; PF2 – Empfänger-Bandpassfilter; M – Modulator; UO - Verstärker-Limiter; PF1 – Bandpassfilter; DM – Demodulator; DK – Kanaldecoder; LS – Kommunikationsleitung; P – Informationsempfänger II – Informationsquelle; IP – Störquelle; CC – Kanal-Encoder; PF2 – Empfänger-Bandpassfilter; M – Modulator; UO - Verstärker-Limiter; PF1 – Bandpassfilter; DM – Demodulator; DK – Kanaldecoder; LS – Kommunikationsleitung; P – Informationsempfänger

Häufigkeit ist durchschnittliche Häufigkeit, - Abweichung (Abweichung) der Frequenz. Wenn am Eingang des Modulators eine negative Nachricht empfangen wird, erscheint an seinem Ausgang eine Frequenz , die sogenannte untere charakteristische Frequenz. Das Signal am Modulatorausgang kann als Überlagerung zweier AM-Signale betrachtet werden, von denen eines einen Träger und das andere einen Träger hat. Dementsprechend lässt sich das Spektrum eines FM-Signals als Überlagerung der Spektren zweier AM-Signale darstellen (Abb. 2.3).

Die spektrale Breite eines FM-Signals ist um einen Betrag breiter als die eines AM-Signals, der durch den Abstand zwischen den Trägern und bestimmt wird. Bedeutung charakterisiert die Frequenzänderung beim Senden von Eins oder Null relativ zu ihrem Durchschnittswert und wird als Frequenzabweichung bezeichnet. Verhältnis von Frequenzabweichung zu Modulationsrate IN wird als Frequenzmodulationsindex bezeichnet:

.

Reis. 14.3 - FM-Signalspektrum

Der Bandpassfilter PF1 des Senders begrenzt das Spektrum des an den Kommunikationskanal übertragenen Signals entsprechend der unteren und oberen Grenze des Kanalbandes. Breite des Signalspektrums am Modulatorausgang hängt von der binären Modulationsgeschwindigkeit und dem Frequenzhub ab. Etwa . Je höher der Modulationsindex, desto breiter ist unter sonst gleichen Bedingungen das Spektrum des FM-Signals.

Der Bandpassfilter des PF2-Empfängers wählt das Frequenzband des Telefonkanals aus, wodurch Sie Störungen beseitigen können, die außerhalb des PF2-Durchlassbands liegen. Das Signal wird dann durch einen Begrenzungsverstärker verstärkt. Der Verstärker kompensiert den Signalenergieverlust in der Leitung aufgrund der Dämpfung. Darüber hinaus leistet der Verstärker Leistung Zusatzfunktion- Signalpegelbegrenzungsfunktion. In diesem Fall ist es möglich, einen konstanten Signalpegel am Eingang des Frequenzdemodulators D sicherzustellen, wenn sich der Pegel am Empfängereingang in einem größeren Bereich ändert. Im Demodulator werden Wechselstromimpulse in Nachrichten umgewandelt Gleichstrom. Der Kanaldecoder wandelt Symbole in Nachrichten um. In diesem Fall werden je nach verwendeter Kodierungsmethode Fehler erkannt oder behoben.

Bei der Untersuchung von Funksystemen ist es notwendig, diskrete Kanalmodelle zu verwenden. Dies liegt daran, dass in vielen RTS-Typen schwere Last Der Schutz von Informationen unter Bedingungen starker Interferenz ist die Verwendung von Kodierungs- und Dekodierungsmethoden. Um Probleme dieser Art zu betrachten, ist es ratsam, sich nur mit den Merkmalen eines diskreten Kanals zu befassen und die Eigenschaften eines kontinuierlichen Kanals aus der Betrachtung auszuschließen. In einem diskreten Kanal sind die Eingangs- und Ausgangssignale Impulsfolgen, die einen Strom von Codesymbolen darstellen. Dadurch wird die Eigenschaft eines diskreten Kanals bestimmt, dass neben Einschränkungen der Parameter der Menge möglicher Eingangssignale auch die Verteilung bedingter Wahrscheinlichkeiten des Ausgangssignals für ein gegebenes Eingangssignal angegeben wird. Bei der Definition mehrerer Eingangssignale gibt es Informationen über die Anzahl der unterschiedlichen Symbole T, Anzahl der Impulse in Folge N und ggf. Dauer Zinn und Goi, jeder Impuls am Eingang und Ausgang des Kanals. In den meisten praktisch wichtigen Fällen sind diese Dauern gleich und daher sind auch die Dauern aller //-Sequenzen am Ein- und Ausgang gleich. Das Ergebnis einer Interferenz kann ein Unterschied zwischen den Eingabe- und Ausgabesequenzen sein. Daher muss für jedes // die Wahrscheinlichkeit angegeben werden, dass bei der Übertragung einige

zufällige Reihenfolge IN Die Ausgabe zeigt die Punktzahl IN.

Die betrachteten //-Sequenzen lassen sich als Vektoren im ///"-dimensionalen euklidischen Raum darstellen, wobei die Operationen „Addition“ und „Subtraktion“ als bitweise Summation modulo verstanden werden T und in ähnlicher Weise wird es als Multiplikation mit einer ganzen Zahl definiert. Im ausgewählten Raum muss das Konzept des „Fehlervektors“ E eingeführt werden, der als bitweise Differenz zwischen den Eingabevektoren (übertragen) und den Ausgabevektoren (empfangen) verstanden wird. Dann ist der empfangene Vektor die Summe der übertragenen Zufallssequenz und des Fehlervektors B = B + E. Aus der Form der Aufzeichnung geht hervor, dass der Zufallsfehlervektor E ein Analogon der Interferenz //(/) im kontinuierlichen Kanalmodell ist. Diskrete Kanalmodelle unterscheiden sich in der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fehlervektors. Im Allgemeinen kann die Wahrscheinlichkeitsverteilung E von der Implementierung des Vektors abhängen IN. Lassen Sie uns das Konzept der Bedeutung des Fehlervektors für den Fall /// = 2 - Binärcode klar erklären. Das Erscheinen des Zeichens 1 irgendwo im Fehlervektor informiert über das Vorliegen eines Fehlers im entsprechenden Bit der übertragenen //-Sequenz. Daher kann die Anzahl der Nicht-Null-Symbole im Fehlervektor als Gewicht des Fehlervektors bezeichnet werden.

Ein symmetrischer Kanal ohne Speicher ist das einfachste Modell eines diskreten Kanals. In einem solchen Kanal kann jedes gesendete Codesymbol mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit fehlerhaft empfangen werden R und mit Wahrscheinlichkeit richtig akzeptiert Q = 1 - R. Im Fehlerfall kann anstelle des übertragenen Zeichens 6. mit gleicher Wahrscheinlichkeit jedes andere Zeichen übertragen werden B.

Die Verwendung des Begriffs „speicherlos“ bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass in einem beliebigen Bit der „-Sequenz“ ein Fehler auftritt, nicht davon abhängt, welche Symbole vor diesem Bit übertragen und wie sie empfangen wurden.

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein „-dimensionaler Fehlervektor mit Gewicht ?, gleich

Wahrscheinlichkeit dessen, was passiert ist ICH Alle Fehler, die sich willkürlich in der i-Sequenz befinden, werden durch das Bernoulli-Gesetz bestimmt:

Wo MIT[ = N/[(!(« - ?)] - Binomialkoeffizient, d.h. Anzahl verschiedener Kombinationen ? Fehler in der „-Sequenz.

Das Modell eines symmetrischen Kanals ohne Speicher (Binomialkanal) ist ein Analogon eines Kanals mit additivem weißem Rauschen bei konstanter Signalamplitude – seine Näherung.

Ein asymmetrischer Kanal ohne Speicher unterscheidet sich von einem symmetrischen Kanal durch unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten des Übergangs der Symbole von 1 zu 0 und zurück, während die Unabhängigkeit ihres Auftretens von der Vorgeschichte erhalten bleibt.

In vielen Problemen der Kommunikationstheorie ist die Struktur des Modulators und Demodulators angegeben. In diesen Fällen ist der Kanal der Teil der Kommunikationsleitung, der in Abb. 1.3 ist mit einer gepunkteten Linie umkreist. Dem Eingang eines solchen Kanals werden diskrete Codesymbole zugeführt und mit dem Symbol, das im Allgemeinen nicht mit dem Symbol übereinstimmt, vom Ausgang entfernt (Abb. 2.1).

Ein solcher Kanal wird als diskret bezeichnet. Bei der Untersuchung der Übertragung von Nachrichten über einen diskreten Kanal besteht die Hauptaufgabe darin, Kodierungs- und Dekodierungsmethoden zu finden, die es in der einen oder anderen Hinsicht ermöglichen, Nachrichten von einer diskreten Quelle bestmöglich zu übertragen.

Beachten Sie, dass in fast allen realen Kommunikationsleitungen ein diskreter Kanal einen kontinuierlichen Kanal enthält, an dessen Eingang Signale angelegt werden und durch Interferenzen verzerrte Signale vom Ausgang entfernt werden. Die Eigenschaften dieses kontinuierlichen Kanals bestimmen zusammen mit den Eigenschaften des Modulators und Demodulators eindeutig alle Parameter des diskreten Kanals. Daher wird ein diskreter Kanal manchmal als diskrete Anzeige eines kontinuierlichen Kanals bezeichnet. Bei der mathematischen Untersuchung eines diskreten Kanals abstrahiert man jedoch normalerweise vom kontinuierlichen Kanal und der darin wirkenden Interferenz und bestimmt den diskreten Kanal durch Angabe des Alphabets der Codesymbole Am Eingang angekommen, erscheint ein Alphabet aus Codesymbolen aus seiner Ausgabe entnommen werden, die Anzahl der pro Zeiteinheit übergebenen Codesymbole und die Werte der Übergangswahrscheinlichkeiten, d. h. die Wahrscheinlichkeiten, dass das Symbol am Ausgang erscheint, wenn das Symbol am Eingang angegeben wird. Diese Wahrscheinlichkeiten hängen davon ab, welche Symbole zuvor gesendet und empfangen wurden. Die Codealphabete am Ein- und Ausgang des Kanals sind möglicherweise nicht gleich; Insbesondere ist es möglich, dass . Der Wert wird manchmal auch als technische Übertragungsgeschwindigkeit bezeichnet.

Reis. 2.1. Kommunikationssystem mit einem diskreten Kanal.

Wenn die Übergangswahrscheinlichkeiten für jedes Paar konstant bleiben und nicht davon abhängen, welche Symbole zuvor gesendet und empfangen wurden, wird der diskrete Kanal als konstant oder homogen bezeichnet. Manchmal werden auch andere Namen verwendet: ein Kanal ohne Speicher oder ein Kanal mit unabhängigen Fehlern. Wenn die Übergangswahrscheinlichkeiten von der Zeit oder von zuvor aufgetretenen Übergängen abhängen, wird der Kanal als heterogen oder Kanal mit Gedächtnis bezeichnet.

In einem Kanal mit Gedächtnis erstrecken sich probabilistische Zusammenhänge zumindest in erster Näherung nur auf ein bestimmtes endliches Segment. Dies bedeutet, dass die Übergangswahrscheinlichkeiten davon abhängen, welche Übergänge während der Übertragung vorheriger Symbole stattgefunden haben, und nicht von früheren Übergängen. Man kann davon ausgehen, dass ein solcher Kanal eine Reihe diskreter Zustände aufweist, die durch vorherige Übergänge bestimmt werden. Für jeden Zustand werden bedingte Übergangswahrscheinlichkeiten bestimmt. Gleichzeitig bestimmen nur die zuletzt gesendeten und empfangenen Symbole den Zustand des Kanals.

Die durchschnittlichen bedingungslosen Übergangswahrscheinlichkeiten werden durch Mittelung der bedingten Wahrscheinlichkeiten über alle Kanalzustände bestimmt:

(2.1)

Wo ist die Wahrscheinlichkeit des Staates?

In realen Kanälen mit elementweisem Empfang sind die Übergangswahrscheinlichkeiten nicht gegeben, sondern werden einerseits durch Interferenzen und Verzerrungen der Signale im Kanal, andererseits durch die Vorschubgeschwindigkeit von Codesymbolen bestimmt und der erste Entscheidungskreis. Durch die Wahl des optimalen Entscheidungsschemas anhand des einen oder anderen Kriteriums kann die Übergangswahrscheinlichkeit in die gewünschte Richtung verändert werden. Um den Kanal als diskret zu betrachten, ist es daher notwendig, die erste Entscheidungsschaltung auszuwählen und unter Berücksichtigung der im Kanal wirkenden Interferenzen und Verzerrungen die Übergangswahrscheinlichkeiten zu berechnen. Es ist offensichtlich, dass in den Fällen, in denen die Parameter eines realen Kanals konstant sind und das im Kanal wirkende Rauschen einen stationären Zufallsprozess darstellt, seine diskrete Darstellung ein konstanter Kanal ist. Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, handelt es sich bei der diskreten Anzeige in der Regel um einen Kanal mit Speicher.

Wenn in einem Kanal die Alphabete am Ein- und Ausgang gleich sind und für jedes Wahrscheinlichkeitspaar , dann heißt ein solcher Kanal symmetrisch. Wir nennen einen Variablenkanal auch symmetrisch, wenn in jedem Zustand für jedes Paar die Bedingung erfüllt ist

Offensichtlich folgt aus (2.2) auch am Ausgang, dass das übertragene Symbol durch Interferenzen verzerrt ist und nicht erkannt werden kann. Dadurch wird ein Teil der empfangenen Codesequenz gelöscht.

Wie später gezeigt wird, beeinträchtigt die Einführung eines solchen Löschsymbols nicht die Möglichkeit einer korrekten Decodierung der empfangenen Codesequenz, sondern erleichtert diese im Gegenteil durch eine rationale Wahl der Codierungsmethode und der Entscheidungsschaltungen.

Reis. 2.2. Wahrscheinlichkeiten von Übergängen in einem symmetrischen Binärkanal.

Reis. 2.3. Wahrscheinlichkeiten von Übergängen in einem symmetrischen Kanal mit Löschung.

Beachten Sie, dass das Ausgabecode-Alphabet durch die Wahl der ersten Entscheidungsschaltung bestimmt wird und daher nur deshalb als gegeben gilt, weil wir eine diskrete Kanalzuordnung in Betracht ziehen. Die Wahl des ersten Entscheidungsschemas bestimmt auch maßgeblich die Symmetrieeigenschaften des Kanals. Die Übergangswahrscheinlichkeiten in einem symmetrischen Löschkanal sind in Abb. dargestellt. 2.3.

Methoden der Datenübermittlung auf physikalischer Ebene

KAPITEL 2

Gemäß der zuvor gegebenen Definition wird ein diskreter Kanal üblicherweise als Satz (Abb. 2.1) eines kontinuierlichen Kanals (NC) bezeichnet, an dessen Ein- und Ausgang Signalumwandlungsgeräte (SCD) angeschlossen sind.

Die Hauptmerkmale, die die Qualität und Effizienz der Datenübertragung bestimmen, sind Geschwindigkeit und Wiedergabetreue.

Baudrate V Informationen sind gleich der Informationsmenge, die pro Zeiteinheit über den Kanal übertragen wird m c- Anzahl der Signalpositionen, t 0-Dauer eines einzelnen Signalelements. Für Zweipunktsignale.

Der Wert bestimmt die Anzahl der pro Sekunde über den Kanal übertragenen Elemente und wird Modulationsrate (Baud) genannt. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, für binäre Systeme die Übertragungsrate und die Modulationsrate sind numerisch gleich.

Die Genauigkeit der Datenübertragung wird anhand der Wahrscheinlichkeiten des fehlerhaften Empfangs einzelner Elemente beurteilt p 0 und Codekombinationen p kk.

Die Hauptaufgabe eines diskreten Kanals besteht jedoch darin, digitale Datensignale über einen Kommunikationskanal mit der erforderlichen Geschwindigkeit V und Fehlerwahrscheinlichkeit p 0 zu übertragen.

Um den Prozess der Umsetzung dieser Aufgabe zu verstehen, stellen wir uns die Struktur eines diskreten Kanals vor (Abb. 2.2) und geben darauf nur die USV-Blöcke an, die bestimmen Systemeigenschaften diskreter Kanal.

Der Kanaleingang empfängt digitale Datensignale mit einer Dauer von t 0 mit Geschwindigkeit B bps In der USV prd werden diese Signale in der Frequenz umgewandelt (moduliert durch M und G) und durchlaufen einen Bandpassfilter PF prd und einen Verstärker CC out, von dessen Ausgang sie mit einem bestimmten Pegel an einen Kommunikationskanal übertragen werden P mit Eingang und Spektrumbreite DF c.

Der Kommunikationskanal (einschließlich Trunks) wird durch seine Bandbreite charakterisiert DF zu, Restdämpfung und Ost, ungleichmäßige Restdämpfung Ja, Ost und Gruppenlaufzeit (GTT) Dt gvp im Kommunikationskanalband .

Darüber hinaus kommt es zu Störungen im Kanal. Als Störung wird üblicherweise jede zufällige Beeinträchtigung eines Signals bezeichnet, die die Wiedergabetreue der übertragenen Nachricht beeinträchtigt. Interferenzen sind in ihrem Ursprung und ihren physikalischen Eigenschaften sehr unterschiedlich.

Im Allgemeinen der Einfluss von Interferenzen n(t) zum Signal u(t) kann durch den Operator ausgedrückt werden z=y(u,n).

In dem besonderen Fall, dass der Operator y in die Summe z=u+n entartet, wird die Interferenz üblicherweise als additiv bezeichnet. Additives Rauschen wird entsprechend seiner elektrischen und statistischen Struktur unterteilt in:

1) Schwankung oder Verteilung in Häufigkeit und Zeit,

2) harmonisch oder konzentriert in der Frequenz,

3) gepulst oder zeitlich konzentriert.

Fluktuationsrauschen ist ein zufälliger, zeitlich kontinuierlicher Prozess. Am häufigsten wird davon ausgegangen, dass es stationär und ergodisch mit einer Normalverteilung der Momentanwerte und einem Mittelwert von Null ist. Das Energiespektrum solcher Störungen innerhalb des analysierten Frequenzbandes wird als einheitlich angenommen. Fluktuationsrauschen wird normalerweise durch die Spektraldichte oder die Effektivspannung angegeben U p eff im Kommunikationskanalband.

Bei harmonischen Störungen handelt es sich um additive Störungen, deren Spektrum in einem relativ schmalen Frequenzband konzentriert ist, das mit dem Frequenzband des Signals vergleichbar oder sogar deutlich schmaler ist. Es wird angenommen, dass diese Interferenz gleichmäßig im Frequenzband ᴛ.ᴇ verteilt ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese Störungen in einem bestimmten Frequenzband auftreten, ist proportional zur Breite dieses Bandes und hängt von der durchschnittlichen Anzahl ab n GP Störungen, die den Schwellenwert der durchschnittlichen Signalleistung pro Frequenzbandeinheit überschreiten.

Impulsrauschen ist ein additives Rauschen, bei dem es sich um eine Folge von Impulsen handelt, die durch kurzzeitige EMF aperiodischer oder oszillatorischer Natur angeregt werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Zeitpunkte des Auftretens von gepulstem Lärm zeitlich gleichmäßig verteilt sind. Damit ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines gepulsten Geräusches während eines Zeitintervalls gemeint T ist proportional zur Dauer dieses Intervalls und der durchschnittlichen Anzahl n un Interferenz pro Zeiteinheit, abhängig von zulässiges Niveau Interferenz Impulsrauschen wird üblicherweise durch Verteilungsgesetze mit ihren numerischen Parametern oder durch den Maximalwert des Produkts spezifiziert Eine 0 Die Dauer des Pulsrauschens hängt von seiner Amplitude ab. Dazu gehören kurzfristige Pausen (Fragmentierung), vorgegeben durch Verteilungsgesetze mit bestimmten numerischen Parametern oder die durchschnittliche Pausendauer t Spur und ihre Intensität n Spur.

Im Falle des Betreibers j muss als Produkt ausgedrückt werden z=ku, Wo k(t) ist ein Zufallsprozess, dann heißt die Interferenz multiplikativ.

In realen Kanälen treten üblicherweise sowohl additive als auch multiplikative Interferenzen auf, ᴛ.ᴇ. z=ku+n.

Am Eingang der USV PRM, bestehend aus einem Linearverstärker US IN, einem Bandpassfilter PF PRM, einem Demodulator DM, Geräten zur Aufzeichnung von UR und Synchronisierung der US mit der Geschwindigkeit IN Es wird eine Mischung aus Signal und Rauschen empfangen, die durch das Signal-Rausch-Verhältnis gekennzeichnet ist q in. Nach Durchlaufen des PF-prm-Empfangsfilters verbessert sich das Signal-Rausch-Verhältnis etwas.

Bei DM werden die Ausgangssignale aufgrund des Einflusses von Interferenzen in ihrer Form verzerrt, deren Änderung numerisch durch den Wert der Kantenverzerrungen ausgedrückt wird d cr.

Um die Fehlerwahrscheinlichkeit durch den Einfluss von Flankenverzerrungen oder -zerkleinerung zu verringern, unterliegen Signale vom Ausgang des DM einer Gating- oder Integrationsoperation, die im UR unter dem Einfluss von Taktimpulsen durchgeführt wird, die im Synchronisationsgerät des DM erzeugt werden UNS. UR zeichnet sich durch Korrekturfähigkeit aus m eff und US – Synchronisationsfehler e mit, Synchronisationszeit t synchronisieren und Zeit, um die Synchronisierung aufrechtzuerhalten t ps.

Diskreter Kanal – Konzept und Typen. Klassifizierung und Merkmale der Kategorie „Diskreter Kanal“ 2017, 2018.

Kontinuierlicher Kanal

Kanäle, nach deren Erhalt Dauersignal An seinem Ausgang wird das Signal ebenfalls kontinuierlich sein, genannt kontinuierlich. Sie sind immer Teil eines diskreten Kanals. Kontinuierliche Kanäle sind beispielsweise Standard-Telefonkommunikationskanäle (Sprachfrequenzkanäle - HF) mit einer Bandbreite von 0,3...3,4 kHz, Standard-Breitbandkanäle mit einer Bandbreite von 60...108 kHz, physikalische Schaltkreise usw. Der Kanal Das Modell kann in Form eines linearen Vierpols dargestellt werden (Abbildung 3.4).

Abbildung 3.4 – Lineares kontinuierliches Kanalmodell

Diskreter Kanal

Um den Encoder und Decoder des Kanals mit einem kontinuierlichen Kommunikationskanal zu koordinieren, werden Signalumwandlungsgeräte (SCDs) verwendet, die beim Senden und Empfangen eingeschaltet werden. Im Einzelfall handelt es sich um einen Modulator und Demodulator. Zusammen mit dem Kommunikationskanal bildet die UPS diskreter Kanal (DC), d.h. Ein Kanal, der ausschließlich für die Übertragung diskreter Signale ausgelegt ist.

Ein diskreter Kanal wird durch die Geschwindigkeit der Informationsübertragung charakterisiert, gemessen in Bits pro Sekunde (bps). Ein weiteres Merkmal eines diskreten Kanals ist die Modulationsrate, gemessen in Baud. Sie wird durch die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Elemente bestimmt.

Binärer symmetrischer Kanal . Binärer symmetrischer Kanal(binärer symmetrischer Kanal – BSC) ist ein Sonderfall eines diskreten Kanals ohne Speicher, dessen Ein- und Ausgabealphabete aus binären Elementen (0 und I) bestehen. Bedingte Wahrscheinlichkeiten haben eine symmetrische Form.

Gleichung (3.6) drückt das sogenannte aus Übergangswahrscheinlichkeiten.

Markov-Modelle von DCs. Kanalzustände können durch die Fehlerwahrscheinlichkeit in jedem Zustand unterschieden werden. Änderungen der Fehlerwahrscheinlichkeit können wiederum mit physikalischen Ursachen verbunden sein – dem Auftreten von Unterbrechungen, Impulsgeräuschen, Fading usw. Die Zustandsfolge ist eine einfache Markov-Kette. Eine einfache Markov-Kette ist eine zufällige Folge von Zuständen, wenn die Wahrscheinlichkeit eines bestimmten Zustands in ist ich- Dieser Zeitpunkt wird vollständig vom Staat bestimmt C i-1 V ( ich- 1) Moment. Ein Ersatzschaltbild eines solchen Kanals ist in Abbildung 3.5 dargestellt.

Abbildung 3.5 – Ersatzschaltbild eines diskreten symmetrischen Kanals, wenn er durch ein auf Markov-Ketten basierendes Modell beschrieben wird

Hilberts Modell. Das einfachste Modell, basierend auf der Verwendung des mathematischen Apparats von Markov-Ketten, ist das von Hilbert vorgeschlagene Fehlerquellenmodell. Nach diesem Modell kann ein Kanal zwei Zustände haben: gut (Zustand 1) und schlecht (Zustand 2). Der erste Zustand zeichnet sich durch Fehlerfreiheit aus. Im zweiten Zustand treten Fehler mit der Wahrscheinlichkeit pоsh (2) auf.

Störungen in Kommunikationskanälen

In einem echten Kanal wird das Signal während der Übertragung verzerrt und die Nachricht wird mit einigen Fehlern wiedergegeben. Die Ursache für solche Fehler sind Verzerrungen, die durch den Kanal selbst verursacht werden, und Störungen, die das Signal beeinflussen. Es ist notwendig, Verzerrungen klar von Rauschen zu trennen, das zufälliger Natur ist. Störungen sind nicht im Voraus bekannt und können daher nicht vollständig beseitigt werden.

Unter ein Hindernis bezeichnet jede Einwirkung, die das Nutzsignal stört und den Empfang erschwert. Störungen können unterschiedlicher Herkunft sein: Gewitter, Störungen durch Elektrofahrzeuge, Elektromotoren, Motorzündsysteme usw.

In nahezu jedem Frequenzbereich kommt es zu geräteinternem Rauschen, das durch die chaotische Bewegung von Ladungsträgern in Verstärkergeräten verursacht wird, dem sogenannten thermischen Rauschen.

Klassifizierung von Störungen. Harmonische Interferenz- ein schmalbandig moduliertes Signal darstellen. Die Gründe für das Auftreten solcher Störungen sind eine Abnahme der Übergangsdämpfung zwischen den Kabelstromkreisen und der Einfluss von Radiosendern. Pulsstörung- Dies ist eine zeitlich konzentrierte Störung. Sie stellen eine zufällige Folge von Impulsen mit zufälligen Zeitabständen dar, und die durch sie verursachten Übergangsprozesse überlappen sich zeitlich nicht.