СПбГУ

Санкт-Петербургский государственный университет

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

                                                   

Введениe

 

Носителем информации передаваемой по каналу связи или извлекаемой из эксперимента является сигнал. Наибольшее распространение получили формы реализации сигналов в виде напряжения (тока) или электромагнитного поля. Эти формы удобны как при передаче информации на большие расстояния, так и для усиления и фильтрации (селекции) сигналов.

Наряду с полезной информационной составляющей в реальном сигнале присутствуют помехи и шумы. К помехам обычно относят сигналы от других посторонних источников, «наводки» аппаратуры, машин и т.п. К шумам — случайные флуктуации, обусловленные атомизмом вещества и случайные флуктуации числа заряженных частиц в потоке, образующем электрический ток. Шум можно считать случайным процессом.

При приёме сигналов на фоне шумов встречаются следующие основные задачи:

  • обнаружение полезного сигнала,
  • оценка параметров сигнала,
  • обеспечение минимума среднеквадратичной погрешности принятого сигнала относительно исходного
  • предсказание поведения случайного сигнала на некотором последующем временном интервале.(экстраполяция).

Для решения каждой из этих задач разработаны свои «оптимальные» алгоритмы, которые основаны на стохастическом отличии поведения полезного сигнала и шума. Каждый алгоритм характеризуется своим критерием «оптимальности».

При построении таких алгоритмов используются характеристики случайного процесса, краткие сведения о них приводятся в начале . Далее в пособии рассматриваются некоторые задачи обеспечения максимального отношения сигнал / шум на выходе приёмного устройства. как для одиночных , так и периодических сигналов. Рассмотрен способ оценки параметров сигнала, принятого на фоне шума. Процессы описываются как временными , так и спектральными функциями, что соответствует методу, принятому в курсе лекций «Преобразование и генерация сигналов», частью которого данное пособие и является. Этот курс читается на третьем и четвертом семестрах на Физическом факультете Санкт-Петербургского университета. Задачи минимизации ошибки воспроизведения сигнала и экстраполяции являются содержанием специального курса для студентов радиофизиков , который читается на седьмом семестре. Эти вопросы в данном пособии не рассматриваются.

Пособие может использоваться при ознакомлении с материалом курса лекций, так и при выполнении работ в лаборатории «Радиоэлектроники» и в специальной лаборатории «Линейные системы».

Ответственный за содержание: С. С. Смирнова, s.s.smirnova@spbu.ru

Поиск