Виды сигналов и помех в телекоммуникационных системах и их математические модели

1.

Виды сигналов и помех в телекоммуникационных системах
и их математические модели

2.

Что такое сигнал?
Сигналы это материальный носитель информации (изменяющаяся во времени
физическая величина или условный знак), который передается от источника к
получателю для сообщения каких-либо данных, команд или сведений , своими
словами это объекты или свойства природы при помощи которых можно
передать информацию на расстоянии

3.

Простейшая математическая модель сигнала записывается как:
x(t)
где x — значение сигнала, а t — время.
Например, гармонический сигнал можно описать формулой:
x(t) = A sin(2πft + φ)

4.

Что такое помеха?
Помеха — это нежелательное воздействие, которое изменяет полезный сигнал
или затрудняет его правильное распознавание.
Самая простая модель канала связи выглядит так:
y(t) = x(t) + n(t)
x(t) — переданный сигнал
n(t) — помеха
y(t) — принятый сигнал.

5.

Как борются с помехами?
Полностью исключить помехи невозможно, поэтому используются специальные
методы обработки сигнала
фильтрация — удаление нежелательных частот;
кодирование — добавление информации, позволяющей обнаруживать и
исправлять ошибки;
модуляция — преобразование информации в форму, удобную для передачи;

6.

Приёмник сигнала представляет собой техническое устройство,
предназначенное для получения информации из передаваемого сигнала. В
зависимости от типа используемой связи, характера сигнала и периода развития
техники устройство приёмников значительно различалось.
Однако общий принцип их работы оставался похожим: сначала необходимо
было принять физический сигнал, затем выделить его из окружающих помех,
преобразовать в удобную для обработки форму и после этого восстановить
переданную информацию.

7.

В ранних радиоприёмниках использовались сравнительно простые схемы.
Например, детекторные приёмники могли состоять из антенны, колебательного
контура, детектора и наушников. Колебательный контур выполнял функцию
настройки на нужную радиостанцию. Он позволял выделить сигнал
определённой частоты среди других радиосигналов. Детектор затем отделял
информационную составляющую от высокочастотного колебания. В результате
на выходе появлялся сигнал, который уже можно было преобразовать в звук.

8.

Особенно интересным примером является приёмник амплитудномодулированного сигнала. При амплитудной модуляции информация
передавалась за счёт изменения амплитуды высокочастотной несущей. Приёмник
должен был определить эти изменения и восстановить исходный низкочастотный
сигнал. Для этого применялся детектор огибающей. Он преобразовывал
изменение амплитуды радиосигнала в изменение электрического напряжения,
соответствующее исходному звуковому сигналу.

9.

Заключение
В ходе работы была рассмотрена тема (Виды сигналов и помех в
телекоммуникационных системах и их математические модел).
Сигналы являются основой передачи информации. Они бывают аналоговыми и
цифровыми, непрерывными и дискретными, периодическими и импульсными. Для
их описания используются математические модели, позволяющие анализировать
амплитуду, частоту, фазу и изменение сигнала во времени.

10.

При передаче на сигнал воздействуют различные помехи: тепловой шум,
импульсные помехи, интерференция и другие случайные воздействия. Они могут
искажать сигнал и приводить к потере информации. Для исследования таких
процессов применяются математические модели шума и помех.
Приёмники выполняют обратную задачу — выделяют полезный сигнал из общего
потока, фильтруют его, демодулируют и декодируют информацию. От простых
детекторных радиоприёмников до современных цифровых систем принцип
остаётся одинаковым: принять сигнал, уменьшить влияние помех и восстановить
переданные данные.

11.

Таким образом, математическое моделирование сигналов и помех позволяет
изучать работу телекоммуникационных систем, оценивать качество передачи и
разрабатывать способы повышения её надёжности.

12.

Источники информации
https://www.youtube.com/watch?v=r38nVmxBfvM
https://bstudy.net/1018866/tehnika/printsip_postroeniya_radiopriemnyh_ustroystv?utm_
source=chatgpt.com
https://habr.com/ru/companies/first/articles/938122/