1.4 Физические параметры каналов связи

В типовой структурной схеме передачи информации предполагается наличие источника сообщения (ИС), канала связи (КС) и получателя сообщения (ПС).

Для согласования параметров канала связи с источником сообщения и получателем сообщения вводится понятие физического объёма сигнала источника сообщения, физического объема сигнала помех и физического объёма канала связи.

Под физическим объёмом сигнала источника сообщения понимают произведение трёх его физических характеристик:

V_c = F_c ×Т_с × D_c,

где Fc - полоса частот передаваемого сообщения;

Тс - длительность передаваемого сообщения;

Dc - динамический диапазон уровней сигнала по мощности сообщения, определяемый из соотношения:

, дБ

где Рmax - максимальное значение мощности реализации

сигнала длительностью Тс, полученное усреднением

по времени;

Pmin - минимальное значение мощности реализации сигнала длительностью Т_с, полученное усреднением по времени.

Под физическим объёмом канала связи понимается произведение:

V_K = F_K×T_K×D_K,

где Тк - время работы канала;

Fк - полоса пропускаемых каналом связи частот;

Dk - динамический диапазон уровней сигналов пропускаемых каналом с допускаемыми искажениями, определяемый из соотношения:

, дБ

где Рс - уровень мощности полезного сигнала;

Рш - уровень мощности шума;

Объём канала связи может быть выражен через пропускную способность канала

, дБ

Для передачи сигналов с объёмом Vc без искажений по каналу связи необходимо, чтобы источник сообщения и канал связи были согласованы, то есть выполнялось неравенство

V_к ≥ V_c

Это неравенство будет выполняться при соблюдении условий:

При указанных условиях объем источника сообщения сигнала полностью «вписывается» в объем канала (рисунок 1.3).

При указанных условиях объём сигналов ИС полностью вписывается в объём канала, что можно представить графически следующим образом:

Рисунок 1.3 - Графическая интерпретация физического объема канала связи и источника сообщения

Из понятия объёма канала следует, что его можно разделить для передачи нескольких сообщений одновременно [13]. Из рисунка 1.4 видно, что на части можно разделить полосу частот, а это соответствует частотному уплотнению канала (можно использовать 3 частотных диапазона: 0 – F₁, F₁ – F₂, F₂ – F₃, также можно разделить время работы канала, а это соответствует временному уплотнению: 0 – t₁, t₁ – t₂, t₂ – t₃. На части можно разделить и динамический диапазон канала: 0 – d₁, d₁ – d₂, d₂ – d₃.

Рисунок 1.4 – Методы организации многоканальной связи

Физический объём приёмника сообщения должен быть рассчитан с учетом физического объёма канала связи и физического объёма сигналов помехи.

Для «белого» шума, имеющего равномерную спектральную плотность мощности G_k , можно записать

Р_ш = G_k ∙F_k.

Подставив это выражение в формулу для V_k, возможно преобразовать полученное уравнение для вычисления искомого значения P_c .