Встречаются каналы, в которых сигнал в точку приема приходит по раз­личным путям с различными затуханиями и запаздываниями .Такие ка­налы называются многопутевыми или многолучевыми.

Сигнал на выходе канала можно записать в виде:

 

 

где – затухание сигнала (мультипликативная помеха),

– время задержки сигнала,

– сигнал на входе канала,

– аддитивная помеха,

и могут быть постоянными.

 

Если и фиксированы во времени, то имеем канал с постоянными пара­метрами. В реальных каналах происходит непрерывное и часто случайное изменение параметров и . Такие каналы называются каналами с перемен­ными параметрами.

В канале последовательность входных сообщений преобразовыва­ется в последовательность элементов выходного сообщения .

В геометрическом представлении это означает преобразование простран­ства входных сообщений в пространство выходных сообщений .

 

При изучении каналов связи иногда удобно рассматривать вместо эле­ментов исходного сигнала последовательность кодовых символов .

 

Канал называется дискретным, если пространство входных выходных сигналов дискретны, и непрерывным, если эти пространства непрерывны. Если одно из пространств дискретно, а другое – непрерывно, то канал называется со­ответственно дискретно-непрерывным или непрерывно-дискретным.

Модели непрерывных каналов связи характеризуются следующими пока­зателями:

1) временем занятия канала ;

2) шириной полосы пропускания ;

3) динамическим диапазоном ,

 

 

где , – максимальное и минимальное значение сигнала.

 

Это физические характеристики канала (сигнала). Они взаимосвязаны между собой. Их произведение равно объему канала .

 

Модель дискретного канала характеризуется следующими показателями:

1. Алфавитом входных и выходных сообщений.

– входной алфавит;

– выходной алфавит.

Алфавит выходных сообщений не всегда равен алфавиту входных.

2. Скоростью передачи.

 

или , [Бод].

 

3. Априорными вероятностями входных сообщений

4. Вероятностями перехода .

Рассмотрим двоичный дискретный канал (ДДК). Такой канал обычно описывается графиком состояний:

Рисунок 8.41. Граф состояний ДДК

Если передали и получили , то это верная передача. Если передали , а получили (под воздействием помех) , то это ошибка. Аналогичная ошибка – при переходе в .

 

 

8.14. Классификация дискретных каналов связи

1. Если вероятность перехода для каждого и не зависит от времени и от того, какие символы предшествовали данному символу, то это од­нородный канал без памяти (стационарный).

2. Если вероятность перехода зависит от времени, то канал неоднород­ный (нестационарный). Такие каналы делятся на каналы с памятью и без па­мяти.

– без памяти, – с памятью.

3. Симметричные и несимметричные. В симметричных каналах вероятно­сти переходов попарно равны.

– симметричный.

;

– правильный прием.

 

4. Каналы со стиранием и без стирания. В каналах со стиранием алфавит выходных сообщений на единицу больше, чем алфавит входных.

;

.

– символ стирания.

выдается приемником тогда, когда решающее устройство приемника не может однозначно решить, какой сигнал поступил на его вход.

Поясним сказанное на примере наиболее простого и, в то же время, наи­более распространенного на практике двоичного канала.

Рассмотрим двоичный канал, построенный следующим образом. Дис­кретный модулятор при подаче на его вход символа выдает положитель­ный импульс постоянного напряжения величины (являющийся элементарным сигналом ), а при передаче символа – отрицательный импульс по­стоянного напряжения (являющийся элементарным сигналом ). Обра­зованный таким образом сигнал , отображающий последовательность символов , поступает на вход гауссовского канала с полосой пропускания от 0 до . Если , то сигнал на входе решающего устройства:

 

 

где – помеха, имеющая нормальное распределение с нулевым сре­зом:

 

Рисунок 8.42. Временная характеристика двуполярной последовательности импульсов

 

Рисунок 8.43. Сущность работы РУ без стирания и со стиранием

Пусть решающее устройство (РУ) принимает решение на основе сравнения однократного отсчета каждого принимаемого импульса с пороговым значе­нием : если отсчет превышает порог , то , если , то . В зависимости от значения помехи в момент отсчета решение может быть правильным или неправильным. При скорости передачи интервал между отсчетами и отсчеты помехи независимы. Таким образом, описанный канал является стационарным (в силу стационарно­сти гауссовой помехи) двоичным каналом без памяти.

 

Очевидно, что переданный символ 0 будет принят решающим устройст­вом как 1, если значение помехи в момент отсчета превысит (рис. 8.43). Поэтому

 

Рисунок 8.44. Зоны перехода и

 

На рис. 8.44 показаны площади, равные вероятности и . В общем случае они не равны. При этом вероятности ошибки:

 

 

зависит от априорных вероятностей и . Если выбрать порого­вое значение , то в силу симметрии распределение относительно оси ординат

 

 

Поэтому для симметричного канала

 

 

В этом случае при любой статистики входной последовательности:

 

Рисунок 8.45. Определение для симметричного канала

 

Если, вместо одного порога установить два: и принять правило , если ; , если , если , то получим канал со стиранием, в общем случае не симметричный.

Если, однако, , то получим симметричный канал со стиранием, причем

Рисунок 8.46. Определение для канала со стиранием

Введение стирания позволяет уменьшить вероятность ошибки, но наряду с этим уменьшается вероятность правильного приема