6. Перешкоди та перешкодостійкість
При передачі інформації по каналах зв'язку повинні забезпечуватися наступні показники:
- достовірність, тобто отримання найменших спотворень із-за наявності перешкод;
- ефективність, тобто якнайкраще використання апаратури і лінії зв'язку;
- економічність, тобто отримання найменших витрат засобів, при передачі інформації необхідної якості.
Достовірність визначається ступенем відповідності прийнятій і переданій інформації. Оцінкою достовірності служить вірогідність правильного прийому, рівна відношенню числа правильно прийнятих символів повідомлення (знаків, цифр, елементів) до загального числа переданих символів при достатньо великому числі переданих повідомлень. Як правило, таке відношення підраховують за певний проміжок часу. Іноді користуються поняттям втрати достовірності, яку оцінюють частковістю помилок, тобто Hош = Nош/nобщ, де Nош - число неправильно прийнятих символів повідомлення; Nобщ - загальне число переданих символів.
Невідповідність між прийнятою і переданою інформацією може мати місце із-за недосконалості методів і їх технічної реалізації при перетворенні, передачі і прийомі сигналів (повідомлень), а також із-за недостатньої перешкодостійкості сигналів. Ці причини приводять до лінійних (амплітудно-частотним, фазовим), нелінійних (коли в апаратурі зв'язку мають місце нелінійні опори) і випадкових спотворень.
Лінійні спотворення підрозділяють на:
- частотні (амплітудно-частотні), такі, що викликаються нерівномірним відтворенням амплітуд окремих гармонійних складових сигналу при його проходженні через електричну мережу із-за наявності в останній зосереджених і розподілених реактивностей, загальний опір яких залежить від частоти;
- фазові, такі, що викликаються неоднаковим відносним зміщенням в часі окремих гармонійних складових сигналу при його проходженні через електричний ланцюг із-за кінцевої швидкості розповсюдження енергії по лінії передачі, а також нерівномірного загасання складових спектру сигналу.
Нелінійні спотворення супроводжуються появою в спектрі сигналу нових гармонійних складових.
Випадкові спотворення визначаються перешкодами в каналі і апаратурі зв'язку. Перешкоди можуть викликати придушення сигналу або створити помилковий сигнал.
Під перешкодами мають на увазі різні електричні обурення, що накладаються на електричний сигнал, спотворюють його і що утрудняють його прийом. По своїх характеристиках перешкоди можуть бути найрізноманітнішими.
Імпульсні перешкоди (рисунок 2.7) є послідовністю імпульсів довільної форми з випадковими амплітудами, тривалістю і моментами виникнення. Проміжки часу між окремими імпульсами достатньо великі, так що перехідний процес в системі передачі інформації, викликаний виникненням чергового імпульсу, затухає ще до моменту появи наступної імпульсної перешкоди.
Рисунок 2.7 – Характер адитивних перешкод:
а — імпульсні; б — флуктуаційні; е —гармонічні
Флуктуаційні перешкоди носять теж випадковий характер, але на відміну від імпульсних перешкод мають вид безперервного коливання, що хаотично змінюється, накладення один на одного великого числа імпульсів, що утворюється в результаті. Для флуктуаційних перешкод характерна відсутність викидів, що відрізняються від середнього рівня більш ніж в 3-4 рази.
Характер перешкод в значній мірі визначається шириною смуги пропускання системи зв'язку, в якому діють перешкоди, і тривалістю нестаціонарного процесу системи. Залежно від цих параметрів перешкоди, що створюються одним і тим же імпульсним джерелом, можуть бути імпульсними або флуктуаційними.
Здатність системи протистояти негативному впливу перешкод і забезпечувати правильний прийом інформації називається перешкодостійкістю системи.
Підвищення перешкодостійкості є одному з найбільш важливих завдань передачі інформації. Збільшення перешкодостійкості пов'язане з введенням певної надмірності, тобто із збільшенням об'єму сигналу. Якщо ємкість каналу це допускає, можуть бути прийняті наступні заходи, що підвищують надійність передачі [2]:
1) збільшення потужності сигналу, що приводить до додаткового перевищення сигналу над перешкодою і відповідного збільшення об'єму сигналу;
2) застосування перешкодостійкого кодування, яке пов'язане з введенням надмірних символів в код переданого повідомлення. Ці символи дозволяють на приймальній стороні виявити і виправити помилки, в той же час введення додаткових символів збільшує час або частоту передачі символів коди;
3) застосування перешкодостійких методів прийому (фільтрації сигналу, що приймається). Проте воно пов'язане із збільшенням часу прийому і, отже, вимагає збільшення часу передачі.