Импульсті бөгеуілдің нақтылықты жоғалту көлеміне әсері.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 27 из 34Следующая ⇒

Сымды байланыс арналарымен дискретті ақпаратты беруде, импульсті бөгеуілдер негізгі қателіктің пайда болу факторын тудырады. Статикалық зерттулерден көргеніміздей дискретті ақпаратты беруде  10 – 20 % қателік импульсті бөгеуілдермен анықталады.

Импульсті бөгеуілдер бойынша байланыс арналарын нормалау байланыс арнасында жұмыс жасайтын импульсті бөгеуілдердің құрылымымен параметрлері арасындағы статикалық байланыс негізінде жүргізіледі. Импульсті бөгеуілдің жұмыс сигналына қате қабылдаудың ықтималдығы қатынасын анықтаймыз.

Уақыт анализі кезіндегі Т байланыс арнасына Nип импульсті бөгеуіл тірелсін. Егер амплитудалық тығыздық ықтималдығы импульсті бөгеуіл мәнімен F (Uип) функциясымен анықталса, әртүрлі амплитудалы импульсті бөгеуілмен туындайтын қателік санына байланысты φ(Uип), Т анализ уақытындағы қателер саны мынаны құрайды:

В ақпаратты тарату жылдадығына, Т анализ уақытындағы берілген ақпаратты дискретті символ ВТ тең болады. Содан жоғалудың үлкею Nош/ВТ   тең [8.33] анықталып, келесі өрнекпен жазылады:

Байланыс арналарындағы өлшеулер, импульсті бөгеуілдердің лездік функциясын бөлуді анықтауға мүмкіндік береді.

Мұндағы гиперэкспонент аумақ саны – я, бұл экспоненциалды заңға бағынады; εi және λi - бөлу параметрі.

Бізді қызықтыратын аумақта (Uип>Uс) импульстік кедергінің лездік мәнінің бөлінуі, 1—Fм(Uип)=е ^–λiUип    түрдегі экспоненциалды функцияда берілуі мүмкін, мұнда бөліну тығыздығы fм(Uип)=λе ^-λUип –ға тең.

f(Uип)    функциясынан ізденіп отырған fм(Uип) тәуелдік функциясын табамыз. Типм импульстік кедергісінің қозғалыс уақытындағы қосындысын белгілейміз. Сол кезде импульсті кедергінің қозғалыс уақытындағы амплитудасы Uип дан Uип—∆U берілген амплитудадағы импульсті кедергінің пайда болу ықтималдығы Типм туындысына тең, яғни tипм=Tипмλе ^–λUип ∆U , мұндағы Uип—∆U жинақталған мәнінің интервалға бөлінуі.

§ 3,2-де көрсетілгендей импульсті кедергінің формасы, импульсті  кедергінің пайда болуымен және өлшену арнаның арасындағы трактқа қосылған арналық фильтрдің санына тәуелді. Фаза жиілікті және амплитуда жиілікті тегістегіштер, көбінесе қабылданған байланыс арнасының соңында қосылатын, импульсті кедергідегі арнаның қайтадан қалпына келуіне көмектеспейді. Тегістегіш құрылғысы байланыс арнасының жиіліктік мінездемесін корректирлеумен түсіндіріледі, ал импульсті кедергілер тракттау кез-келген нүктесінде пайда болуы мүмкін, яғни ол сүзгілік құрылғысының әртүрлі сатысынан өткен кезде . бірақта кездейсоқ өлшемін анықтаған кезде, импульсті кедергі саны байланыс арнасының шығысындағы импульсті кедергі формасын стандартты деп санауымызға болады.

  Осы жорамалды ескере отырып, амплитудасы Uип – дан Uип—∆U -ға дейінгі импульсті кедергі саны мынаған тең:

nип=Tимп lе ^{-lU ип} DU/Dt (Uип)

Мұндағы DU/Dt амплитудасы Uип басы Uип—∆U тең импульсті кедергінің жоғары ұзақтығы.

Импульсті кедергінің санын анықтаған кезде үлестіру функциясының импульсті кедергісінің лездік кернеуінде кейбір қателер кетуі мүмкін, анықталған сан және интервал кеңдігіне бүкіл мән Uип-ға бөлінеді. Бірақта бұл қателікті  өзімізге ыңғайлы аз жасауымызға болады, себебі ∆U нөлге ұмтылғанда, қателік те нөлге ұмтылады.

Импульсті кедергінің ортақ саны барлық Nип – ң қосындысына тең болады.

Nип = S Tимп lе ^{-lU ипi} DU/Dti (Uипi),

ⁱ⁼¹

^{мұндағы n=Uип – ң  барлық ортақ бөлінетін интервал саны.}

^{Uип-ң үздіксіз мәніне өткен кезде:}

-ны аламыз.

n_ип мәнін есептеп және Nип Uип-дан Uип—∆U амплитудасынан импульсті кедергінің пайда болу ықтималдығы:

осыдан үлестіру тығыздығы f(Uип) – ң мынадай түрі болады.

∆t(Uип) мәні екі факторға байланысты өзгереді: функциялық дисперсиясын импульсті кедергісін амплитудалық кедергіге байланысты үлестіру және пайда  болған импульсті кедергінің формасын байланыс арнасының шығысында анықтайды.

Dp% = (28-24)/28=(24-21)/21 = 14%. ТЧ-ң стандартты арнасы үшін, соған байланысты Dt(Uип) = 161 мкс, Dp% = 15%. Бұндай қателік жіберу кездейсоқ мәнді есептегенде әбден мүмкін.   

Қабылданған мәнді есептегенде ∆t функциясының f(Uип) тұрақты мәні мынаған тең болады:

∆U мәнді есептеген кезде 200 мВ-қа тең мән қабылдады, а мүмкін болатын максималды амплитуда 2200 мВ-қа тең (өлшенетін деңгей 13,8 дБ нүктесінде болғанда) 100 – 2200 мВ облысында (бұл кезде амплитудалық сигнал 13,8 дБ-ге тең) Dt  мәнсіз өзгереді және аз ғана қателікпен тұрақты мәнге ие деуіміз суреттен белгілі.

Қателік мәні минималды болған кездегі Dt мәнін есептейік. Импульсты кедергінің максималды мүмкін болатын мәні Uип максималды тең болсын, минималды мүмкін болатын мән _Uип минималдыға тең. Бұл жағдайда регистрациялау басы Uип мин—∆U кезде қабылданады. Импульс басындағы, импульс кедергісінің көбею уақыты: соған байланысты Dt Uип.макс и DtUип.мин - ға тең болады.

Ізделетін мәнді Dt деп белгілеп, соған байланысты импульсті кедергінің амплитудасын Dt _{Uип деп белгілейміз. Осымен қатар} Uип.макс>DtUип.>DtUип.мин теңсіздігі орын алады. Соған байланысты бұл теңсіздіктегі амплитудасымен бірге импульсті кедергі есептеу мәні DtUип-дан кем (нақты кедергі мәні) жіберілетін қателікке байланысты нақты кедергінің мәні мынаған тең:

Dp1=  Dt (Uип.макс) - Dt(Uип)./Dt (Uип.макс);

Dp2= Dt (Uип.) - DtU(ип.мин)/Dt (Uип.мин) минималды қателік Dp1= Dp2,-ге тең кезде орын алады, яғни       

Dt (Uип.макс)-Dt(Uип)./Dt (Uип.макс) = Dt (Uип.) - DtU(ип.мин)/Dt (Uип.мин) теңдігі орындалған кезде Dt Uип теңдікті шеше отырып, Dt Uип мәнін анықтау теңдігін аламыз. Соңғысы қателікті минималдайды, бұл импульсті кедергінің санын белгілі импульсті кедергінің мәнін лездік үлестіргіш функциясымен есептеген кезде болады.

(9.36)

(9.37) формулаға байланысты 9.7 суреттегі біріншілікті кеңжолақты байланыс арнасы

 -қа тең.

Соған байланысты жіберілетін қателік    болғандықтан соңында    (9.37) аламыз.

Осылайша, белгілі жіберілетін деп импульсті кедергінің амплитудалық мәні, лездік мәні сияқты сол параметрмен сол заңмен есептеледі. Қателік саны j(Uип.), кезіндегі (9.34) -гі кіріс мәнді анықтайық, бұл кедергінің амплитудасының импульсті кедергісінен сигналға активті әсер ету кезіндегі уақытты алайық, бұл уақытта импульсті кедергінің мәні 0,5 Vc дейін төмендейді. Аналиткалық шешімге байланысты, байланыс арнасындағы импульсті кедергі (.§ 3.2 қара) бұл t теңдеуін шешу кезінде анықталады.

Майысу амплитудасы при pDft cos (pft+0) = 1 кезде үлкен мәнге ие болады. Осыған байланысты Uип/(pDf Uc) - ны аламыз.

Uип амплитудасымен импульсті кедергімен шақырылатын қателік санын      теңдігімен анықтауға болады. Мұндағы t - қарапайым посылка ұзындығы, Рош/пом - импульсті кедергіден пайда болған қателіктің болу ықтималдығы. Бұл ықтималдық 0,5 тең кезде қабылдау мүмкін, импульсті кедергі фазаға қарсы сигналмен келген кезде қателік шақыру өте ықтималды. 

Бақылау сұрақтары:

1. Бөгеуілді бөлудегі тығыздық дегеніміз не?

2. Сигнал / бөгеуіл қатынасын анықтау.

3. Тең немесе тең емес бөгеуілді тығыздық бойынша бөлу.

4. Импульсті кедергі дегеніміз не?

5. Ақпаратқа импульсті кедергі қалай әсер етеді?

6. Демодуляция, декодирлеу.   

14 Дәріс.Мультипликативті бөгеуіл. Бөгеуіл коэффициенті. Ұялы байланыс арналарындағы бөгеуіл

Біз осыған дейін аддитивті бөгеуілді қарастырдық. Мультипликативті бөгеуілге байланысты бірнеше сұрақтарды қысқаша болса да қарастыру керек.

Мультипликативті бөгеуілді әрқашанда аддитивті эквивалентке сәйкестіруге болады. Бұл жағдай мультипликативті бөгеуілдің әсерін зерттеуге жеңілдік жасайды.

Шынында да, егер келесі түрде жазсақ:

мұндағы s – берілген сигнал; х - қабылданған сигнал; v – стационарлы кездейсоқ үрдіс; мультипликативті бөгеуілді суреттейді, - оның орташа шамасы, - эквивалентті аддитивті бөгеуіл, одан мынаны аламыз:

Осыдан кейін аддитивті бөгеуіл үшін алдын ала алынған қорытындыларды  -ге тең деп алып қолдануға болады.

Бұнда  бөгеуілдің ерекшеліктерін ескерту керек. Оның ең қажетті ерекшелігі оның  кездейсоқ үрдістердің қорытындысы, сигнал ретінде берілетін s уақытының детерминленген функциясы.  бұл стационарлы емес үрдіс және оның барлық реттеулері және оның моменттері уақытқа тәуелді. Көбейткіш бойынша орташалаудан кейін уақыт бойынша екінші реттік орташалауға нақты нәтиже алу үшін тура келеді.

Сосын мынаны ескеру керек, v бұл кездейсоқ үрдіс, оның нөлдік орташасы бар,

және v>0 мультипликативті бөгеуілдің мәні. Сөйтіп, v астынан шектеуі бар реттегішке ие.  нөлдік орташаға ие және ығысқан реттегіші бар. Осы үрдіс туралы қалған мәліметтерді оның нәтижелерін статистикалық өңдеуден кейін алуға болады. v және  - өлшемсіз шамалар, ал  аддитивті бөгеуілде s сигнал өлшемі бар.

Мультипликативті бөгеуіл жағдай үшін сигнал – бөгеуіл эквивалентті қатынасын табайық. Бұл қатынасты былай көрсетейік:

Сигнал-бөгеуіл қатынасы орташа шамалармен және мультипликативті бөгеуілді сипаттайтын дискерсия үрдісімен анықталады.

Мультипликативті бөгеуіл жағдайда жинақталу әдісін қарастырайық. Бізде

s сигналы мультипликативті бөгеуілдер тәуелсіз болатын n каналдары арқылы беріледі. і-ші канал арқылы берілетін сигналдың орташа интенсивтілігі  шамамен анықталады. Бүкіл каналдарға орташаның шамасын енгізсек:

y қабылданған сигналы үшін теңдеу мынандай :

Бұл теңдеуде бірінші мүше пайдалы сигнал, ал екінші – бөгеуіл. Онда сигнал-бөгеуіл қатынасы мына түрге келеді:

- статистикалық тәуелсіз десек, онда

және сигнал-бөгеуіл қатынасы мынаған тең:

Сонымен, жинақталу әдісінің ұтымдылығы жағынан аддитивті бөгуілмен бірдей.

Оптималды қабылдау туралы сұрақты қарастырайық. Қабылдағыштың жұмысын салмақпен интегралдау операция ретінде қарастырайық:

мұндағы b – пайдалы сигнал (шешуші құрылғының кірісінде), - бөгеуіл. s сигналы белгілі болған жағдайда салмақты функцияның ең тиімді түрі . Онда

және сигнал/бөгеуіл қатынасы

Егер мультипликативті бөгеуіл баяу үрдіс ретінде болса, онда Т уақыты кезінде  шамасы өзгермейді және тұрақты кездейсоқ көбейткіш ретінде қарастыруға болады, онда

және сигнал/бөгеуіл қатынасы үшін

              (13.3) аламыз.

Іс жүзінде берілу жүйесінің параметрлері кездейсоқ уақыт өзгерісіне ұшыраса, онда бұндай жағдайда мультипликативті бөгеуіл пайда болады. Басқа жағдайда кездейсоқ өзгертулер бүкіл механизмді өзгерткенде ол мүлдем мүмкінсіз болады; бұл, мысалы, тәуліктік және маусымдық берілу жағдайларға байланысты.

Фединг қату құбылысын жеке қарастыру керек. Бұл жағдайдың интерференциалды механизмі таралу шарттарының кейбір өзгерісіне өте сезімтал. Бұл мынаған байланысты, бергіштен таралған толқын қабылдағыш антеннаға бірдей әр түрлі жолмен келеді (көпжолдық немесе көпсәулелілік д.а.). Әр түрлі жолдың әр түрлі ұзақтығына байланысты фазаның әр түрлілігі пайда болады және әр түрлі жолмен келген толқындар өз арасында интерференциаланады. Жолдар кездейсоқ қалыптасулар болғандықтан және олар атмосфералық жағдайына байланысты үнемі өзгеретіндіктен, қабылданған сигналдың интенсивтілігі азаяды немесе толық уақытта бір өшеді. Егер бірдей интенсивтілігі бар екі сәуленің моделін алсақ, онда интерференция арқылы сигналдың жойылуы кірістердің әр түрлілігінен болады, ол толқын ұзындығының жартысына тең. Сәулелердің саны көп болған жағдайда бұл әсердің сипаттамасы әр түрлі фазалы және (амплитудалы) кездейсоқ синусоидалы тербелістердің қосындысының реттеуімен анықталады. Қату құбылысымен күресетін ыңғайлы жолдарды қарастырайық. Қолданылатын қату құбылысымен күресу жолдары жинақталу әдісінің бір түрі. Тәуелсіз қатулары бар бірнеше каналдарды қалыптастыруға ұмтылады. Көбінесе екі каналмен шектеледі, бірақ іс жүзінде каналдардың санының көбеюі ұтымды болады.

Бірнеше каналдардағы сигналдарды әр түрлі жолмен қолдануға болады. Оларды қосуға болады – бұл жинақталу әдісі. Дегенмен көп жағдайда басқа әдісті қолданады – осы мезетте үлкен сигналы бар каналға автоматты түрде қосылу. Бірнеше сигналды өңдеу операциясын жалпы түрде салмақты қосу деп қарастырады. Жай жинақталу кезінде салмақ коэффициенттері бірдей, ал максималды сигналды таңдау кезінде бір коээфициенттен басқа барлық салмақ коэффициенттері 0-ге тең. Оптималды критерийді қанағаттандыратын салмақ коэффициенттерін таңдауға болады. Қосылу сигналы үшін сигнал бөгеуіл қатынасының максимализациялауды сұрауға болады. Оптималды жүйенің жай жинақталу жүйесіне қарағанда ұтымдылығы аздау.

Қату құбылысымен күресудің бір жолы алшақтанған антеннаға қабылдау әдісін қолдану. Егер өрістің кернеулігін қабылдау нүктесінде функцияның уақыты және екі кеңістік координата деп қарастырсақ, онда бұл үрдістер екі фиксерленген нүктелерде нүктелер жақын болған сайын келісімді ағады. Бақылау нүктелерін жылжыта отырып, олардың арасындағы ең аз ара қашықтықты табуға болады, бұдан кернеу өрісінің өзгеруін практикалық түрде есептеуге болады.

Бұл ара қашықтық (кеңістік) корреляция интервалы деп аталады. Антенналарды тасымалдау корреляция интервалымен анықталады. Тәжірибе көрсетіп отырғандай, қысқа толқындарда (10 МГц жиілікте) Х толқын ұзындығына а тасымалының қатынасы-ға сай келу керек.

Басқа әдіс жиілік бойынша тасымалдаудан тұрады, яғни бір ғана сигналдың екі әртүрлі тасушы арқылы берілуі. Дәл сондай жүрісте де басқа жиілік мәнінде фазалық қатынас мүлдем басқаша болады. Сонымен қатар жиілікті корреляция каналын іздестіріп, яғни екі канал бойынша корреляцияланбаған өшуді қамтамасыз ететін екі тасымалдаушы жиілігі аралығындағы жиілік шкаласымен мейлінше аз интервалын іздестіру. Бұл интервал үлкен емес – оған қатысты тасымел жиілігі 10^-3 (яғни интервалға 1кГц шамасында) шамалас интервал жиілікті. Екі немесе одан да көп синусойдалы тасушы тербелістер арқылы беруден басқа, өшумен күресуде тасымал шуылына қатысты таңдап алынған қолайлы жиілік жолағын қолдану. Бірақ бұл мүмкіндік әлі қолданылып көрген жоқ. 

Бұл тарауды аяқтай отырып, айта кететін жағдай, қарапайым мультипликативті бөгеуілдерді жоюдың негізгі әдістерінің бірі күшейтуді автоматты түзетуді (КАТ) қолдану болып табылады. КАТ-ты мультипликативті бөгеуілдер үшін түзеткіш ретінде де қарастыруға болады. КАТ құрылғысы сигналдың 1/v көбейтіндісі ретінде қарастыруға болады, мұндағы v-мультипликативті бөгеулік, осы бөгеуліктен толықтай құтылуға болар еді. Бірақ мультипликативті бөгеуліктерден басқа аддитивті бөгеуліктер де кездеседі. Шығыс сигналын z арқылы белгілей отырып, келесі теңдеуді жазуға болады:

Яғни КАТ әрекетінің нәтижесінде аддитивті бөгеулікпен интенсивті флуктурациялайтын тұрақты интенсивті сигнал алуға мүмкіндігіміз бар. Сигнал/бөгеулік қатынасын КАТ өзгерте алмайды (жоғарыда айтылып кеткен каналдарды бөлу әдісіне қарағанда).

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману