Прием сигналов на фоне помех - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Прием сигналов на фоне помех. Доклад-сообщение содержит 56 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:

Прием сигналов на фоне помех Лекция 9

Слайд 2

Описание слайда:

Модель сигнала в канале с АБГШ

Слайд 3

Описание слайда:

Модель канала с затуханием и аддитивным шумом

Слайд 4

Описание слайда:

Особенности приема сигналов Для проводных и кабельных систем основными проблемными факторами являются: ослабление (затухание) сигнала на приемном конце и наводимые электромагнитные помехи. Для беспроводных систем связи кроме затухания наиболее важными факторами осложнения приема сигнала являются: многолучевость и замирания.

Слайд 5

Описание слайда:

Проблемы затухания Полученный сигнал должен обладать мощностью, достаточной для его обнаружения Мощность сигнала должна превышать мощность шума При повышении частоты затухание возрастает, что приводит к дополнительным искажениям

Слайд 6

Описание слайда:

Принцип телефонной передачи

Слайд 7

Описание слайда:

Выделение аудио сигнала При телефонном разговоре (обмене сообщениями) ток постоянного напряжения и аудио сигнал разделяются путем прохода аудио сигнала через конденсаторы емкостью около 2 мкФ и ограждения сигнала от линий питания с помощью дросселя (индуктивностью 5 Гн и сопротивлением порядка 200 Ом) в каждой линии

Слайд 8

Описание слайда:

Работа аппарата После набора номера АТС посылает в сторону вызывающего телефонного аппарата тон «ждите» или «занято» После поднятия трубки вызываемого телефонного аппарата можно вести разговор

Слайд 9

Описание слайда:

Тональный набор номер DTMF (dual-tone multi-frequency) – в этой системе цифры передаются двумя частотными (тонами) одновременно Кроме функции набора номера, система тонального набора позволяет осуществлять низкоскоростную передачу данных

Слайд 10

Описание слайда:

Схема приемника тональных сигналов

Слайд 11

Описание слайда:

Преимущества тонального набора номера Частоты выбраны таким образом, чтобы избежать гармонических помех от речевых сигналов Правильная цифра определяется одним тоном из верхней частотной группы и одним – из нижней Максимальная скорость набора номера в системе частотного набора составляет 7 цифр в секунду (на порядок больше, чем в импульсной)

Слайд 12

Описание слайда:

Потери мощности в свободном пространстве

Слайд 13

Описание слайда:

Аппаратура передачи данных Функциональная схема аппаратуры передачи данных включает в себя: аппаратуру кодирования и сжатия источников сообщения аппаратуру уплотнения сигналов и формирования формата сигнала передающую радиочастотную аппаратуру

Слайд 14

Описание слайда:

Функциональная схема аппаратуры передачи данных

Слайд 15

Описание слайда:

Не зависит от параметров кода Значение Еb/N0 в приемнике не зависит от параметров используемого кода (n,k, …) Значение Еb/N0 в приемнике зависит от отношения Р0 /N0 на приемной стороне и скорости передачи данных R: Еb/N0=Р0/(N0 R), где Р0 – средняя мощность принимаемого сигнала.

Слайд 16

Описание слайда:

Преобразование сигналов в радиотехнике Преобразование исходного сообщения в электрический сигнал Модуляция колебания несущей частоты Перенос спектра принятого колебания в область более низких частот (на промежуточную частоту) с помощью процесса гетеродинирования для облегчения последующей обработки (фильтрации) Демодуляция принятого сигнала Фильтрация, обеспечивающая оптимальное выделение передаваемого сообщения

Слайд 17

Описание слайда:

Качество передачи Характеризуется вероятностью ошибочного приема символа Случайные ошибки при цифровой передаче в основном связаны с наличием теплового шума и межсимвольных помех на входе Другими причинами ошибок служат помехи от других систем передачи, шумы естественного происхождения

Слайд 18

Описание слайда:

Слайд 19

Описание слайда:

Антенны Антенна обеспечивает связь между фидерной линией и окружающей средой и служит для излучения или приема электромагнитных волн В системах, работающих на частотах свыше 1 ГГц, в качестве антенн используют излучающие поверхности, на более низких частотах – излучающие провода

Слайд 20

Описание слайда:

Прием и демодуляция Пересекая приемную антенну, радиоволны наводят в ней э.д.с., которая усиливается в приемнике и преобразуется в сигнал того вида, который был получен на выходе преобразователя информации в тракте передачи Такое преобразование называется демодуляцией

Слайд 21

Описание слайда:

Схема супергетеродинного приемника

Слайд 22

Описание слайда:

Радиоприемник Сигнал, принятый антенной, фильтруется полосовым фильтром (ПФ) и поступает на вход смесителя (СМ) через малошумящий усилитель (МШУ) или непосредственно На выходе смесителя частота принятого сигнала преобразуется в промежуточную fпр После усиления в УПЧ сигнал демодулируется (ДМ) и поступает в оконечное оборудование

Слайд 23

Описание слайда:

Параметры приемника Диапазон частот Чувствительность (способность принимать малые сигналы) Селективность (выражается ослаблением посторонних сигналов) Стабильность Потребляемая мощность Массогабаритностые характеристики

Слайд 24

Описание слайда:

Определение Чувствительность (дБм) – это мощность сигнала на входе приемника, при которой на выходе достигается заданное отношение сигнал/шум или заданная интенсивность ошибок

Слайд 25

Описание слайда:

Замирания Замирание (fading) – это изменение мощности полученного сигнала во времени, вызванное изменением параметров устройств связи или среды распространения Различают быстрые и медленные замирания

Слайд 26

Описание слайда:

Многостанционный доступ Многостанционный доступ является характеристикой территориально – распределенной радиосистемы в отличие от многоканальной линии связи, где множество источников сигналов физически присутствуют на входе многоканальной линии связи и, вследствие этого, отсутствуют проблемы синхронизации источников сигналов отдельных каналов

Слайд 27

Описание слайда:

Три способа управления многоканальным доступом Закрепленные каналы (определенные полосы частот в полосе группового сигнала постоянно выделены для определенных станций) Программное распределение каналов (частотные полосы предоставляются станциям по расписанию) Незакрепленные каналы (любая станция может получить любой частотный канал, не занятый другой станцией)

Слайд 28

Описание слайда:

Сигнал многолучевого канала Представляет собой сумму большого числа элементарных сигналов с разными амплитудами i и случайными запаздываниями i Время запаздывания сигнала в линии определяется максимальным запаздыванием Для описания сигнала используют статистические характеристики

Слайд 29

Описание слайда:

Методы компенсации ошибок Прямое исправление ошибок – приемник исправляет битовые ошибки, основываясь только на информации входящего сигнала Адаптивное выравнивание – используются методы взвешенного суммирования (концентрации) рассеянной энергии принимаемого символа Разнесение (по частоте или времени) – заключается в создании множества логических каналов между приемником и передатчиком (с учетом того, что процессы замирания происходят независимо)

Слайд 30

Описание слайда:

Обнаружение сигналов С точки зрения математической статистики задачи обнаружения сигналов совпадают с задачами теории статистических решений (проверка гипотез и оценка параметров) Рассматриваются только те решения, которые непосредственно основаны на отношении правдоподобия

Слайд 31

Описание слайда:

Математическая формулировка Задача проверки многих гипотез Пусть каждому значению параметра  = 1, 2, .. M соответствует точно известный сигнал s(t, ). Присоединим к набору значение  = 0, что обозначает гипотезу об отсутствии сигнала Правило выбора решения сводится к вычислению для каждого  величин нормированных вероятностей и выбору события с наибольшей вероятностью

Слайд 32

Описание слайда:

Демодуляция и обнаружение цифровых сигналов Демодуляцией называем процесс восстановления сигнала в неискаженный импульс Обнаружение – это принятие решения относительно цифрового значения этого сигнала

Слайд 33

Описание слайда:

Слайд 34

Описание слайда:

Критерий принятия решения Популярный критерий основан на минимизации вероятности ошибки Плотность условной вероятности называют также правдоподобием Принятие решения заключается в эффективном выборе гипотезы, соответствующей сигналу с максимальным правдоподобием

Слайд 35

Описание слайда:

Некоторые определения Согласованный фильтр – это линейное устройство, спроектированное для получения на выходе максимально возможного для данного передаваемого сигнала отношения сигнал/шум Импульсная характеристика согласованного фильтра – это зеркальное отображение сигнала с некоторой задержкой Работа согласованного фильтра описывается математической операцией свертки

Слайд 36

Описание слайда:

Определение Интеграл от произведения принятого сигнала s*(t) на копию переданного сигнала (прототипа) S(t) на интервале передачи символа представляет собой корреляцию Для сравнения принятого сигнал s*(t) с возможными прототипами S1(t) … SM(t) используют набор из М корреляторов

Слайд 37

Описание слайда:

Метод многократного повторения принятого сигнала Несколько принятых (многолучевые) экземпляров сигнала оказываются по-разному искаженными помехами, так как сигнал и помеха – процессы независимые Сличая в приемнике несколько экземпляров одного и того же сигнала, можно восстановить истинную форму передаваемого сигнала

Слайд 38

Описание слайда:

Накопление, или суммирование Чем больше «экземпляров» принятого сигнала, тем с большей уверенностью будет восстановлено исходное сообщение В конечном счете процесс сводится к некоторому «взвешенному» суммированию отдельных образов принимаемого сигнала

Слайд 39

Описание слайда:

Корреляционный метод приема Метод основан на измерении функции автокорреляции сигнала с помехой в приемнике Идея заключается в использовании того факта, что функция корреляции беспорядочной помехи всегда убывает с возрастанием аргумента (времени), тогда как функция корреляции периодического (многократно повторенного) сигнала периодична

Слайд 40

Описание слайда:

В аналоговых системах Для борьбы с межсимвольными помехами (замираниями) используют: метод разнесенного приема (искусственная комбинация нескольких разнесенных копий принимаемого сигнала); метод оптимального приема (с использованием широкополосных сигналов); метод адаптивного приема (с использованием сведений о тракте)

Слайд 41

Описание слайда:

В цифровых системах Для борьбы с межсимвольными помехами дополнительно используют временное разнесение; помехоустойчивое кодирование

Слайд 42

Описание слайда:

О борьбе При передачи информации методами фазовой манипуляции фаза колебания межсимвольной помехи на интервале времени Δτ будет случайной по отношению к фазе текущего символа прямого луча Вследствие этого с межсимвольной помехой нельзя бороться методами разнесенного приема или увеличением отношения сигнал-шум

Слайд 43

Описание слайда:

Пренебрегаем Для стандартных групповых скоростей передачи информации 2 Мбит/с и 8 Мбит/с влиянием межсимвольных помех можно пренебречь Для скорости передачи информации 34 Мбит/с и выше необходимо предусматривать меры борьбы с межсимвольными помехами

Слайд 44

Описание слайда:

Возможные меры В качестве таких мер можно указать использование эквалайзеров – устройств, которые компенсируют в определенной степени межсимвольные помехи за счет знания предыдущей последовательности принятых символов, непрерывного измерения передаточной функции канала связи, и предсказания межсимвольной помехи По ряду источников эквалайзеры позволяют обеспечить надежную передачу информации до значений Δτ/τк = 0,4

Слайд 45

Описание слайда:

Некоторые термины Equalization – компенсация, выравнивание, коррекция

Слайд 46

Описание слайда:

Принцип эквалайзера (гармонический фильтр-корректор)

Слайд 47

Описание слайда:

Временные диаграммы

Слайд 48

Описание слайда:

Определить амплитуды помех Величины w1,..wn есть амплитуды межсимвольных помех в тактовые моменты t1,…tn при приеме одного символа сообщения Будем считать, что в тактовые моменты tn+1 и далее межсимвольной помехой можно пренбречь Если величины w1,..wn известны, то межсимвольные помехи при приеме информации можно скомпенсировать (устранить)

Слайд 49

Описание слайда:

Схема компенсации

Слайд 50

Описание слайда:

Компенсаторы помех При возникновении ошибок при приеме двоичных сигналов также искажается компенсирующее напряжение на выходе сумматора Практика показывает, что компенсаторы межсимвольных помех эффективно работают в многолучевых каналах связи, в которых при отсутствии эквалайзера вероятность ошибки на бит не превышает величины порядка 10–2

Слайд 51

Описание слайда:

Наглядное представление принятого сигнала с помехой Глазковая диаграмма – это изображение, полученное в результате измерения отклика системы на заданные узкополосные сигналы На вертикальные пластины осциллографа подается отклик приемника на случайную последовательность импульсов, а на горизонтальные – пилообразное напряжение сигнальной частоты (длительность импульса)