Методи забезпечення завадостійкості

Завадостійкість — це здатність системи протидіяти завадам, а для цього треба знати, чим протидіяти і на що протидіяти, тобто для боротьби із завадами потрібні апріорні відомості про властивості носія інформації й про самі завади. До таких властивостей належать:

— величина струму (напруги) вхідного сигналу й завади;

— середні потужності сигналу Р_с й завади Р_з;

— вид переносника інформації;

— закон розподілу сигналу тощо.

Знаючи ці властивості сигналу й завади, можна встановити певні відмінності між ними й використати їх для розроблення способів забезпечення завадостійкості.

Усі способи завадостійкості ведуть до часової й апаратурної надмірності як з боку джерела інформації, так і з боку адресата.

Перша група способів підвищення завадостійкості базується на виборі методу передачі інформації. Друга група способів пов’язана з побудовою завадостійких приймачів.

Способи підвищення завадостійкості:

1) збільшення відношення сигнал/завада;

2) раціональній вибір виду модуляції сигналів;

3) викорикористання спеціальних кодів;

4) збільшення часу передачі й оброблення за рахунок:

а) багаторазового повторення інформації, що передається;

б) використання в системах каналу зворотного зв’язку;

5) селекція сигналів за тривалістю;

6) компенсація завади;

7) методи оптимального приймання сигналів;

8) кореляційне приймання сигналів;

9) заглушення завад у місцях їх виникнення;

10) екранування системи або її окремих елементів (наприклад, ліній зв’язку).

Простим і часто застосовуваним засобом підвищення завадостійкості є збільшення відношення сигнал/завада за рахунок збільшення потужності передавача. Однак цей спосіб, незважаючи на простоту, може виявитись економічно недоцільним, оскільки він пов’язаний із значним збільшенням складності й вартості обладнання. Наприклад, для вимірювальних систем такий спосіб підвищення завадостійкості взагалі є неприпустимим. Для інших систем збільшення потужності передачі супроводжується підсиленням завади від дії цієї системи на інші, тобто система стає джерелом завад для інших систем.

Важливим засобом підвищення завадостійкості передачі інформації шляхом використання неперервних сигналів є раціональний вибір виду модуляції сигналів. Різні види модуляції мають неоднакову завадостійкість. Застосовуючи види модуляції, які забезпечують значне розширення смуги частот сигналу, можна досягти істотного підвищення завадостійкості передачі інформації.

Радикальним способом підвищення завадостійкості дискретних систем є використання спеціального кодування інформації (використання завадостійких кодів). Підвищення завадостійкості передачі й оброблення інформації може бути досягнуто шляхом багаторазового повторення передачі (або оброблення) інформації. Отримані результати передачі (або оброблення) порівнюються і як дійсні беруться ті результати, що мають найбільшу кількість збігів.

Щоб виключити або змінити невизначеність під час оброблення інформації (прийнятої або перетвореної) і забезпечити відбір за критерієм більшості, передача (або оброблення) має повторюватись не менше трьох разів. Цей спосіб підвищення завадостійкості пов’язаний зі збільшенням часу передачі й ускладненням апаратури.

Різновидом систем, у яких підвищення завадостійкості досягається за рахунок збільшення часу передачі, є системи зі зворотним зв’язком. Завадостійке приймання інформації (сигналів) полягає у використанні надмірності отриманої інформації, апріорних відомостей про сигнали й завади. Зараз для побудови систем з оптимальним прийомом широко використовується апарат теорії статистичних рішень.

Помилки систем зменшуються зі збільшенням відношення сигнал/завада на вході приймача. У зв’язку з цим часто проводять попереднє оброблення прийнятого сигналу з метою збільшення відношення корисної складової до завади.

Завдання оптимального прийому полягає у використанні властивостей корисного сигналу, завади й каналу для збільшення ймовірності правильного прийому, тобто для збільшення ймовірності правильного прийому має бути проведене попереднє оброблення прийнятого сигналу, яке забезпечує збільшення відношення сигнал/завада. Для цього на приймальній стороні необхідна наявність фільтра й розв´язувального пристрою. Фільтр поліпшує відношення сигнал/завада. Розв´язувальний пристрій виконує функції виявлення, виокремлення (розрізнення) і відновлення корисного сигналу.

Ідея частотної фільтрації базується на різниці спектрів корисного сигналу й завади. При цьому використовуються лінійні частотні фільтри, яки заглушують завади і поліпшують тим самим відношення сигнал/завада.

Метод накопичення застосовується в тому випадку, коли корисний сигнал протягом часу прийому є постійним і являє собою періодичну функцію. Він полягає в багаторазовому повторенні сигналу й підсумовуванні окремих його реалізацій у приймальному пристрої. Виграш досягається за рахунок збільшення часу роботи, тобто зменшення швидкодії системи.

Величину відношення сигнал/завада можна підвищити, якщо використати різницю між кореляційними функціями сигналу й завади. Цей метод є ефективним лише у випадку застосування в системах періодичних і квазіперіодичних сигналів.