Помехи и потери в каналах связи - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Помехи и потери в каналах связи, слайд №1

Помехи и потери в каналах связи, слайд №2

Помехи и потери в каналах связи, слайд №3

Помехи и потери в каналах связи, слайд №4

Помехи и потери в каналах связи, слайд №5

Помехи и потери в каналах связи, слайд №6

Помехи и потери в каналах связи, слайд №7

Помехи и потери в каналах связи, слайд №8

Помехи и потери в каналах связи, слайд №9

Помехи и потери в каналах связи, слайд №10

Помехи и потери в каналах связи, слайд №11

Помехи и потери в каналах связи, слайд №12

Помехи и потери в каналах связи, слайд №13

Помехи и потери в каналах связи, слайд №14

Помехи и потери в каналах связи, слайд №15

Помехи и потери в каналах связи, слайд №16

Помехи и потери в каналах связи, слайд №17

Помехи и потери в каналах связи, слайд №18

Помехи и потери в каналах связи, слайд №19

Помехи и потери в каналах связи, слайд №20

Помехи и потери в каналах связи, слайд №21

Помехи и потери в каналах связи, слайд №22

Помехи и потери в каналах связи, слайд №23

Помехи и потери в каналах связи, слайд №24

Помехи и потери в каналах связи, слайд №25

Помехи и потери в каналах связи, слайд №26

Помехи и потери в каналах связи, слайд №27

Помехи и потери в каналах связи, слайд №28

Помехи и потери в каналах связи, слайд №29

Помехи и потери в каналах связи, слайд №30

Помехи и потери в каналах связи, слайд №31

Помехи и потери в каналах связи, слайд №32

Помехи и потери в каналах связи, слайд №33

Помехи и потери в каналах связи, слайд №34

Помехи и потери в каналах связи, слайд №35

Помехи и потери в каналах связи, слайд №36

Помехи и потери в каналах связи, слайд №37

Помехи и потери в каналах связи, слайд №38

Помехи и потери в каналах связи, слайд №39

Помехи и потери в каналах связи, слайд №40

Помехи и потери в каналах связи, слайд №41

Помехи и потери в каналах связи, слайд №42

Помехи и потери в каналах связи, слайд №43

Помехи и потери в каналах связи, слайд №44

Помехи и потери в каналах связи, слайд №45

Помехи и потери в каналах связи, слайд №46

Помехи и потери в каналах связи, слайд №47

Помехи и потери в каналах связи, слайд №48

Помехи и потери в каналах связи, слайд №49

Помехи и потери в каналах связи, слайд №50

Помехи и потери в каналах связи, слайд №51

Помехи и потери в каналах связи, слайд №52

Помехи и потери в каналах связи, слайд №53

Помехи и потери в каналах связи, слайд №54

Помехи и потери в каналах связи, слайд №55

Помехи и потери в каналах связи, слайд №56

Помехи и потери в каналах связи, слайд №57

Помехи и потери в каналах связи, слайд №58

Помехи и потери в каналах связи, слайд №59

Помехи и потери в каналах связи, слайд №60

Помехи и потери в каналах связи, слайд №61

Помехи и потери в каналах связи, слайд №62

Помехи и потери в каналах связи, слайд №63

Помехи и потери в каналах связи, слайд №64

Помехи и потери в каналах связи, слайд №65

Помехи и потери в каналах связи, слайд №66

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Помехи и потери в каналах связи. Доклад-сообщение содержит 66 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Помехи и потери в каналах связи Лекция 6

Слайд 2

Описание слайда:

Помехи бывают: Случайные и преднамеренные Стохастические и прогнозируемые Фоновые и значимые Устранимые и неустранимые

Слайд 3

Описание слайда:

Случайные процессы и их спектры

Слайд 4

Описание слайда:

Помехи Помеху (шум) можно определить как любой электрический сигнал, отличный от полезного Источники помех делят на 3 группы: внутренние внешние искусственного происхождения внешние естественного происхождения

Слайд 5

Описание слайда:

Проблемы телекоммуникаций Шумы и помехи являются фундаментальными неустранимыми явлениями в технике телекоммуникаций Именно они ограничивают дальность связи, определяют требуемые мощности радиопередатчиков и размеры антенн в радиосвязи

Слайд 6

Описание слайда:

Методы устранения помех Экранирование Заземление Балансировка Изоляция Регулировка полного сопротивления схемы Подавление в частотной или временной области

Слайд 7

Описание слайда:

Три способа устранения шумов Подавление шумов в источнике Создание нечувствительного к шумам приемника Минимизация передачи шумов через канал связи

Слайд 8

Описание слайда:

Подавление шумов в источнике Заключение источников шумов в экран Скручивание шумящих проводников Заземление обоих концов экрана Подключение фильтров ко всем проводникам, проходящим в зашумленном пространстве

Слайд 9

Описание слайда:

Подавление шумов в приемнике Не следует увеличивать полосу пропускания шире необходимой Где возможно, следует использовать селективные фильтры Следует разделять заземление для сигнальных, «шумящих» трактов и корпуса

Слайд 10

Описание слайда:

Анализ электрических цепей основан на допущениях Все электрические поля сосредоточены в конденсаторах Все магнитные поля сосредоточены в индуктивностях Размеры схем малы по сравнению с длиной принимаемых во внимание волн

Слайд 11

Описание слайда:

Емкостная связь между проводниками Наведенное напряжение шумов в этом случае можно выразить в виде Um=jωRCUc, где R – омическое сопротивление второго проводника на землю, С – емкость паразитной связи; Uc – напряжение сигнала на первом проводнике При выводе формулы предполагалось, что R – меньше суммарного емкостного сопротивления двух проводников на землю

Слайд 12

Описание слайда:

Для экранирования электрического поля необходимо Минимизировать длину центрального проводника, выходящего за пределы экрана Обеспечить хорошее заземление экрана

Слайд 13

Описание слайда:

Витая пара Экранированная витая пара очень полезна на частотах до 100 кГц и в некоторых случаях до 10 МГц На частотах свыше 1 МГц потери в витой паре резко возрастают Неэкранированная витая пара дает слабую защиту от емкостных наводок, но очень хорошо защищена от магнитных наводок Эффективность витой пары увеличивается при увеличении числа витков на единицу длины

Слайд 14

Описание слайда:

Индуктивная связь Магнитное поле (с плотностью, меняющейся по синусоидальному закону) наводит в замкнутом контуре напряжение шумов Uш=jωBAcosθ, где А – площадь замкнутого контура; В – действующее значение плотности магнитного потока

Слайд 15

Описание слайда:

Магнитные поля Помещение проводника в экран и заземление экрана с одной стороны не влияют на величину напряжения, наводимого на этот проводник магнитным полем Лучший способ защитить приемник от магнитных полей – уменьшить площадь его контура

Слайд 16

Описание слайда:

Электрические - магнитные Экранировать электрические поля намного легче, чем магнитные Чувствительность системы к помехам зависит не только от экранирования, заземления и т.п., но также и от используемой системы модуляции или кодирования сигнала

Слайд 17

Описание слайда:

Искажение информационного сигнала Искажение сигнала при преобразованиях (нелинейное усиление, дискретизация и др.) в источнике Искажение сигнала в канале связи (ослабление, затухание, поглощение и т.д.) из-за потерь мощности Наложение искаженных версий сигнала на основной (замирание, многолучевость) Посторонние излучения (включая намеренные помехи) Потери сигнала в приемнике (ограничение полосы, шумы усилителей, преобразования)

Слайд 18

Описание слайда:

Обобщенная модель

Слайд 19

Описание слайда:

Пояснения к модели Каждые Тs секунд в качестве отклика на входной сигнал Sn модулятор на основе алфавита размером М реализует набор из si(t) форм сигнала (М-кратная модуляция) Ограниченная полоса канала и используемого оборудования служат подобием фильтра H(f) Rs представляет собой скорость передачи

Слайд 20

Описание слайда:

«Все шумит» Любые среды, поглощающие электромагнитную энергию и превращающие ее в тепло, также излучают электромагнитную энергию в виде флуктуационного шума Шумят только активные сопротивления (сопротивления потерь цепей); чисто реактивные сопротивления (емкость, индуктивность) и линии передач без потерь не создают шумовых напряжений или токов

Слайд 21

Описание слайда:

Частотный спектр белого шума

Слайд 22

Описание слайда:

Шумы усилителей, детекторов, генераторов На самом деле дробовые шумы видео усилителей и детекторов, которые создаются флуктуациями потока электронов, не являются белыми и в области низких частот (порядка единиц килогерц) спектральная плотность шума возрастает с уменьшением частоты

Слайд 23

Описание слайда:

Частотная зависимость

Слайд 24

Описание слайда:

Фликкер-шум Это возрастание спектральной плотности шумов обусловлено наличием так называемого фликкер-шума, или шума мерцания Наличие фликкер-шума обусловлено общими закономерностями низкочастотных флуктуаций стохастических процессов в природе

Слайд 25

Описание слайда:

Источниками шумовых излучений являются Тепловые шумы приемных устройств Дробовые шумы усилителей, генераторов, детекторов Шумовые излучения атмосферы и космического пространства Промышленные помехи (помехи от систем зажигания автомобилей и др.)

Слайд 26

Описание слайда:

К изучению шумов радиоприемника Шумы радиоприемного устройства (входной шум, шумы усилителей и гетеродина) приводятся к его входу с эквивалентной схемой, где все шумовые напряжения заменяются генератором белого шума на входе приемника

Слайд 27

Описание слайда:

Обозначения Ri – внутреннее сопротивление генератора шума Rin – входное сопротивление приемного устройства все сопротивления рассматриваются как нешумящие Un – эффективное напряжение шума

Слайд 28

Описание слайда:

Флуктуации при генерации Для генераторов флуктуации потока электронов приводят к флуктуациям фазы выходного колебания генератора или к так называемому фазовому шуму Флуктуации колебания генератора могут быть охарактеризованы как фазовыми флуктуациями (фазовым шумом) так и флуктуациями частоты генератора, которые определяют кратковременную нестабильность частоты генератора

Слайд 29

Описание слайда:

Спектральная плотность фазового шума (логарифмический масштаб)

Слайд 30

Описание слайда:

Шумы при манипуляции К настоящему времени для передачи цифровой информации по каналам связи используются исключительно фазовые методы манипуляции сигналов и фазовые детекторы для демодуляции этих сигналов Поэтому при демодуляции фазоманипулированных сигналов важное значение имеют именно характеристики фазового шума несущего колебания (сдвиг фаз – фазовый шум)

Слайд 31

Описание слайда:

Слайд 32

Описание слайда:

Коррекция и регенерация При распространении оптического сигнала по оптическому волокну происходит его ослабление и искажение Для увеличения дальности связи через определенное расстояние, называемое участком ретрансляции, устанавливаются обслуживаемые или необслуживаемые станции, где производится коррекция искажений и компенсация затухания

Слайд 33

Описание слайда:

Потери мощности при передачи При вводе света в волокно В оптическом волокне В точках соединения коннекторов В муфтах NB: Потери в 3 дБ означают, что половина мощности потеряна. Учитывается также отношение Сигнал/Шум, требующееся для работы приемника – 18 дБ по мощности.

Слайд 34

Описание слайда:

Потери мощности передаваемого сигнала

Слайд 35

Описание слайда:

Поглощение в атмосфере

Слайд 36

Описание слайда:

Ослабление радиосигнала в дожде Поглощение радиосигнала в дожде намного превышает поглощение в других осадках: снеге, тумане и др. Поэтому на частотах выше 10 ГГц длина трассы ограничивается поглощением радиосигнала в дожде

Слайд 37

Описание слайда:

Требования к дождю Статистические характеристики дождя принято характеризовать интегральной вероятностью того, что в данной местности для заданного процента времени за год интенсивность дождя не будет превышать величины I мм/ч. Исходя из допустимого процента появления прерываний сигнала, определяется для данной местности та интенсивность дождя, при которой РРЛ должна работать с требуемой частотой шибок BER.

Слайд 38

Описание слайда:

Компенсация Для компенсации поглощения радиосигнала в дожде определенной выше интенсивности должно быть предусмотрено либо увеличение энергетики радиорелейной станции, либо сокращение пролета между станциями.

Слайд 39

Описание слайда:

Дождевая карта МСЭ разработал карту мира с изолиниями дождя I, которые соответствуют появлению дождя в 0,01 % времени года для данной местности Согласно этой карты изолиний для европейской части России в 0,01 % времени года интенсивность дождя не превышает I = 30 мм/ч

Слайд 40

Описание слайда:

Слайд 41

Описание слайда:

В канале На пути от передающей к приемной антенне уровень сигнала уменьшается на величину 140 дБ Поэтому в точке 4 уровень сигнала равен -73 дБм Множитель «ослабления поля свободного пространства» ν(t) вносит дополнительные потери (-6 дБ) в сигнал (пунктирные линии на диаграмме)

Слайд 42

Описание слайда:

Принимаемый сигнал Прием сигнала осуществляется также направленной антенной с эффективной площадью Аа и усилением Gапд А от нее по фидеру КПД ηфпд сигнал поступает к приемнику Рпр=П0Ааηфпд

Слайд 43

Описание слайда:

Рефракция радиоволн При прохождении радиоволной атмосферы траектория радиоволны искривляется или, как говорят, испытывает рефракцию. Величина искривления траектории радиоволны зависит от характеристик атмосферы и меняется во времени вследствие изменчивости атмосферы.

Слайд 44

Описание слайда:

Искривления луча вследствие рефракции

Слайд 45

Описание слайда:

Искривление Плотность атмосферы Земли, диэлектрическая проницаемость атмосферы описываются экспоненциальной моделью атмосферы. Вблизи поверхности Земли рассматривают вертикальный градиент диэлектрической проницаемости g, который не меняется с высотой. Наличие градиента и приводит к искривлению траектории радиолуча, которая представляет собой окружность с радиусом ρ=-2/g.

Слайд 46

Описание слайда:

Искривление у нас Градиент диэлектрической проницаемости g является случайной функцией времени и местоположения точки наблюдения Для европейской части России g = –810–8 1/м,  = 25000 км

Слайд 47

Описание слайда:

Реальные лучи

Слайд 48

Описание слайда:

Искажения При изменении градиента диэлектрической проницаемости атмосферы разность фаз прямого и отраженного от Земли лучей будет меняться, приводя к медленным флуктуациям амплитуды принимаемого сигнала. Отраженный от Земли сигнал вносит дополнительную ненадежность канала связи, приводя к увеличению процента времени долговременных прерываний сигнала.

Слайд 49

Описание слайда:

Отраженный луч В дециметровом и сантиметровом диапазонах волн неровности земной поверхности, кустарники, лес создают диффузное отражение волн, существенно ослабляя отраженный сигнал, приходящий в приемную антенну. Фильтры нижних частот (ФНЧ) выделяют исходный сигнал, внося большое затухание в высокочастотные составляющие сигнала, появившиеся в процессе демодуляции.

Слайд 50

Описание слайда:

Вредный отраженный Для сухопутных трасс отношение мощности прямого луча к мощности сигнала, отраженного от Земли, имеет типовое значение в диапазоне 6 – 10 дБ. Отраженный от Земли сигнал меняет фазу на 180° при отражении и может вычитаться из прямого луча.

Слайд 51

Описание слайда:

Многолучевое распространение -1 Эффекты отражения, рефракции и дифракции могут обеспечить наличие сигнала там, где быть не должно. К сожалению, они же могут служить серьезными источниками помех.

Слайд 52

Описание слайда:

Эффекты распространения сигналов в городе

Слайд 53

Описание слайда:

Прямой и отраженный лучи

Слайд 54

Описание слайда:

Рассеяние и отражение

Слайд 55

Описание слайда:

Многолучевое распространение -2 Отраженные или дифракционные сигналы могут поступать на приемник при любом фазовом соотношении с прямым лучом или друг другом. Разница фаз сигналов зависит от разницы длин их путей и от природы отражения.

Слайд 56

Описание слайда:

Многолучевое распространение -3 Когда прямые или отраженные лучи проходят по путям, равным нечетному числу полудлин волн, можно ожидать, что они придут к приемнику в противофазе, создавая эффект замирания На практике отраженная волна имеет меньшую амплитуду, чем прямая, а фазовые соотношения также меняются.

Слайд 57

Описание слайда:

Замирания Сигналы, приходящие к приемнику по разным путям, в результате отражения и дифракции могут находиться в различных фазах по отношению к прямой волне Когда они находятся в противофазе, то гасят друг друга Мощность и фаза ложного сигнала могут быть непостоянны, что вызывает нерегулярные замирания из-за многолучевого распространения

Слайд 58

Описание слайда:

Многолучевое распространение -4 На практике это означает, что приемник принимает сигнал, уровень которого меняется от почти в два раза больше среднего уровня до почти нулевого значения, то есть имеет место эффект сильного затухания Затухание в условиях многолучевого сигнала часто относят к Релеевскому затуханию

Слайд 59

Описание слайда:

Для справки Закон Релея: Сечение когерентного (без изменения частоты) рассеяния электромагнитных волн малой частоты (оптический диапазон) прямо пропорционален четвертой степени частоты.

Слайд 60

Описание слайда:

Фильтрация импульсных сигналов в присутствии шумов Исторически ранее минимальная полоса фильтра в приемнике при передачи импульсных сигналов определялась опытным путем При передаче телеграфных сигналов считалось, что труднее всего было разделить импульсы сигналов при передаче точек.

Слайд 61

Описание слайда:

Построение согласованного фильтра Фильтр, для которого достигается максимальное отношение сигнал/шум. Отношение сигнал/шум на выходе Рс/Рn=Uc2/(N0/2τ)=2E/N0, Где Рс – мощность сигнала; Рn – мощность шума; Uc – амплитуда сигнал; N0 – спектральная плотность белого шума; τ – длительность импульса; E – энергия одиночного импульса на входе фильтра нижних частот.

Слайд 62

Описание слайда:

Подавление Если несущие частоты на выходе модулятора оконечной станции будут подавлены, то на демодуляторы кроме канальных сигналов должны быть поданы несущие частоты.

Слайд 63

Описание слайда:

Определение помехи Если запаздывание отраженных лучей Δτ составляет заметную часть длительности канального символа τк, то запаздывающий луч предыдущего символа будет в течение интервала Δτ совпадать с текущим символом прямого луча, создавая межсимвольную помеху.

Слайд 64

Описание слайда:

К определению

Слайд 65

Описание слайда:

Сигнал – шум в сотовой связи Отношение мощности полезного сигнала, принимаемого МС от своей БС, к мощности соканальной помехи от мешающей БС зависит не от расстояния D между парными сотами, а от отношения этого расстояния к их радиусу Q=D/R=√(3n)

Слайд 66

Описание слайда:

Межсимвольные помехи В РРЛ в точку приема приходят как прямой луч, так и лучи, отраженные от тропосферных неоднородностей. Если запаздывание отраженных лучей  ничтожно мало по отношению к длительности канального символа, то отраженные лучи приводят к замираниям сигнала, с которыми можно бороться.