Transcript шум
Помехи и искажения в процессе передачи
Виды факторов, влияющих на качество связи 2/16
Затухание Потери Искажения Шумы
Затухание
3/16
Децибелы
Затухание 10 log 10 ( P 2 / P 1 )
, дБ
Усиление 10 log 10 ( P 3 / P 2 )
, дБ
P – мощность сигнала
4/16
Искажения
Исходный сигнал Принятый сигнал 5/16 Фазовый сдвиг
Воздействие шумов
6/16
Разновидности шума
•
Атмосферные шумы
• • • Грозовые разряды Ионизированный газ (Solar noise) Высокочастотное радиоизлучение звезд •
Гауссовский «белый» шум
• Термический шум (хаотичное движение свободных электронов) •
Перекрестные помехи (Crosstalk)
• • NEXT FEXT •
Импульсные шумы 7/16
Шумы
•
Эффект
• • искажение передаваемого сигнала затухание •
Отношение сигнал / шум
SNR dB = 10 log 10 S / N S N – средняя мощность сигнала – уровень шума
8/16
BER (Bit Error Rate)
• Вероятность битовой ошибки (искажение одного бита) за некоторый временной интервал •
BER = 10 -5
означает, что в среднем исказится один бит из последовательности 10 5 бит • • •
10 -5 10 -8 10 -12 для телефонных линий для цифровых каналов для волоконно-оптических линий 9/16
Crosstalk
•
NEXT (near-end crosstalk)
• Перекрестные наводки на ближнем конце – интерференция на передающей стороне •
FEXT (far-end crosstalk)
• Перекрестные наводки на дальнем конце – интерференция на принимающей стороне
10/16
11/16
12/16
13/16
Формула Найквиста
С = 2 W log 2 M W M – полоса пропускания, Гц – число уровней дискретного сигнала В 1927 году Найквист определил, что число независимых импульсов, которые могут быть переданы в единицу времени без искажений, ограничено двойной шириной частотного диапазона канала связи
Пример расчета пропускной способности канала ТЧ (3000 Гц)
14/16
Теорема Шеннона-Хартли
Емкость канала C, означающая теоретическую верхнюю границу скорости передачи данных, которые можно передать со средней мощностью сигнала S через аналоговый канал связи, подверженный аддитивному белому гауссовскому шуму мощностью N , равна:
где
C
— емкость канала в битах, с;
B
— полоса пропускания канала, Гц;
S
— полная мощность сигнала над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате;
N
— полная шумовая мощность над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате;
S/N
— отношение сигнала к шуму(SNR) сигнала к Гауссовскому шуму, выраженное как отношение мощностей.
Теорема Шеннона-Хартли
Пример расчета для телефонной линии связи:
В = 3300 – 300 Гц = 3000 Гц SNR = 35 дБ, отсюда S/N = 3162 C = 3000 * log 2 (1 + 3162) = 34881 бит/с
15/16
Производительность
Пропускная способность Число бит, передаваемых за одну секунду Скорость передачи и величина задержки 16/16
Задержка = t 2 – t 1 = D/ Vs