Согласование физических характеристик сигнала и канала

Для рассмотрения данного вопроса вводят понятие объема сигнала.

V_c=T_c· F_c· D_c, где D_c=10lg(P_max/P_min)

T_c - средняя длительность сигнала

F_c - ширина спектра

D_c - динамический диапазон сигнала

P_max,P_min - максимальное (пиковое) и минимальное значение мощности сигнала.

Величина V_c чаще всего характеризует весь ансамбль используемых в данной системе связи сигналов. Эта характеристика описывает сигнал как случайный процесс. P_max и P_min - уровни мощности, которые превышаются или не превышаются с какой-то заданной вероятностью. Физический объем канала - характеристика, позволяющая оценить трудности, связанные с его передачей. При наличии шумов в канале допустимы минимальный P_мин , обычно определяется средней мощностью шумов в канале.

Поэтому можно записать:

Максимальная мощность P_макс иногда выражается через усредненную за достаточно большой интервал времени.

В этом случае: , где - пикфактор сигнала по мощности

P² - определяется статистическими характеристиками сигнала.

D_c измеряется либо в децибелах, либо в битах - .

Понятие объема канала вводят аналогично

V_к=T_к· F_к· D_к, где T_к - время использования канала

F_к - полоса пропускания канала

D_к - динамический диапазон уровней пропускаемых каналом с допустимыми искажениями.

Для согласования канала и сигнала необходимо:

а)

При этом достаточным условием будет одновременное выполнение условий:

б)

Выполнение условия а) говорит о возможности выполнения условий б) при выполнении необходимых преобразований характеристик сигнала. Например, когда канал имеет меньшую полосу пропускания, чем ширина спектра сигнала, подлежащего передаче, последнюю можно уменьшить за счет увеличения длительности сигнала. (Объем сигнала сохраняется неизменным). Практически такое преобразование можно осуществить посредством записи сигнала на магнитный носитель с высокой скоростью и последующего воспроизведения со скоростью, при которой ширина его спектра равна полосе пропускания канала.

При низком допустимом динамическом диапазоне канала преобразование заключается в уменьшении динамического диапазона сигнала с одновременным увеличением его длительности путем многократного повторения передачи.

Уменьшаем длительность, но расширяем спектр при том же динамическом диапазоне.

Тема 3 Преобразование информационных характеристик сигналов.

Цель: Рассмотрение вопросов преобразования информационных параметров сигналов, возникающих при согласовании характеристик сигналов и каналов.