Что такое помехи в информатике

Основные виды помех и искажений в системах связи.

Помехи в системах связи

Внешние помехи принимаются антенной вместе с полезным сигналом и создаются:

а) электромагнитными процессами, происходящими в атмосфере, ионосфере и космическом пространстве;

б) электроустановками и соседними р/станциями;

в) средствами постановки преднамеренных помех.

Внутренние помехи локализованы в различных элементах системы радиосвязи (флуктуационные шумы ламп и полупроводниковых приборов, нестабильность питающих напряжений и т.п.). Характеристики внутренних помех приемного устройства обычно пересчитываются к его входу.

Внутренние и внешние помехи являются аддитивными, когда на входе ПрУ сигнал представляется в виде:

А. К Флуктуационным помехам (ФП) относятся шумы приемника и шумы среды распространения сигнала. Их спектр на входе ПУ обычно шире полосы пропускания ПУ. Плотность вероятности ФП часто является нормальной. В большинстве случаев ее принимают как аддитивный БГШ.

Б. Импульсные помехи представляют собой непериодическую последовательность одиночных радиоимпульсов и создаются атмосферными и промышленными источниками помех. (В некоторых случаях посторонними каналами связи).

Искажения сигналов в линиях связи

Искажения сигналов в ЛС обусловлены хаотическим изменением коэффициента передачи физической среды, в которой распространяется сигнал. Изменения коэффициента проявляется в флуктуациях амплитуды и фазы в точке приема. В КВ и УКВ диапазонах частот возникают искажения сигналов в виде замираний, обусловленных многолучевостью распространения сигналов. Обычно такие искажения называют мультипликативной помехой. В этом случае радиосигнал представляется в виде произведения

передаваемого сигнала S(t), и помехи m(t).

В общем случае на полезный сигнал воздействуют аддитивная и мультипликативная помехи.

Речевые сообщения и методы их преобразования

Звуки речи образуются в результате прохождения воздушного потока из легких через голосовые связки, полость рта и носа. Спектральная плотность речевого процесса S(t), определенная экспериментально, представлена на рисунке 1.

Она достигает максимального значения на частоте 500 Гц. Ширина спектра на уровне 0,5 составляет примерно 3 КГц (DF=3400-3100) для служебной связи. В радиовещании художественных программ (КВ) – 50-4500 Гц, в УКВ спектр ТЛФ КС – 30-10000 Гц.

Возможные способы передачи речи делятся на:

Непосредственная передача речевого сообщения может осуществляться по аналоговым, импульсным и цифровым каналам. В аналоговых КС сигналом является гармоническое колебание, один из параметров которого (амплитуда, частота, фаза) изменяется по закону речевого сообщения. При передаче речевых сообщений по импульсным КС по закону речевого процесса изменяются параметры радиоимпульсов (амплитуда, длительность и время появления). В цифровых КС непрерывные речевые сообщения передаются с помощью цифровых сигналов.

Передача с предварительным преобразованием речевого сигнала осуществляется по каналам связи, имеющим физические ограничения, в частности малую полосу пропускания (скорость передачи информации). Для этого аналоговый сигнал предварительно искажается в основном двумя путями:

Источник

Помехи

Полезное

Смотреть что такое «Помехи» в других словарях:

Помехи — появление в процессе коммуникации незапланированных вмешательств среды или искажений, в результате чего к получателю поступает сообщение, отличное от того, что посылал отправитель. См. также: Сигналы Радиоэлектронные шумы Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

помехи — шум, радиопомехи, фон Словарь русских синонимов. помехи сущ., кол во синонимов: 2 • фон (26) • шум (96) … Словарь синонимов

помехи — Возмущения в канале связи, искажающие передаваемый сигнал. [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] помехи 1. В теории информации — причина отклонений воспринятой информации от переданной… … Справочник технического переводчика

Помехи — [noise, disturbance] 1. В теории информации причина отклонений воспринятой информации от переданной по каналу связи источником этой информации. 2. В экономико математическом моделировании П. часто рассматриваются как элемент модели, условно… … Экономико-математический словарь

Помехи — (ШУМЫ) (в рекламе) элемент рекламной коммуникации, появление в процессе коммуникации незапланированных вмешательств со стороны среды или искажений, в результате чего к получателю поступает рекламное обращение, отличное от того, которое посылал… … Реклама и полиграфия

Помехи — 16.5.7 Помехи Не должны приниматься во внимание попадающие в предписанное выше поле обзора, помехи, создаваемые кузовом и некоторыми его элементами, такими как ручки дверей, габаритные огни, указатели поворотов, оконечности заднего бампера и т. д … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Помехи — Электромагнитная помеха нежелательное физическое явление или воздействие электрических, магнитных или электромагнитных полей, электрических токов или напряжений внешнего или внутреннего источника, которое нарушает нормальную работу технических… … Википедия

помехи — trukdžiai statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. disturbances; interference vok. Störungen, f rus. помехи, f pranc. brouillages, m; interférences, f; parasites, m … Automatikos terminų žodynas

помехи — trukdžiai statusas T sritis chemija apibrėžtis Veiksniai, iškraipantys informaciją teikiantį signalą. atitikmenys: angl. disturbance; interference rus. помехи … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

помехи — trukdžiai statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Reiškiniai, trukdantys technikai normaliai veikti, sukeliantys nustatytų parametrų nuokrypius. Karo technikoje jie trukdo aptikti ir atpažinti taikinį, nustatyti jų koordinates, juos rūšiuoti ir sekti … Artilerijos terminų žodynas

Источник

Классификация помех в линиях связи

Помехами называются посторонние электромагнитные возмущения n(t), накладывающиеся на передаваемые сигналы S(t) и препятствующие приему сигналов.

Помехи по своей форме делятся на:

1) синусоидальные – помехи от промышленной сети с частотой 50 Гц, от медицинских установок и различных аппаратов;

2) импульсные – в виде отдельных импульсов или групп импульсов, например, помехи от систем зажигания двигателей внутреннего сгорания;

3) хаотические – например, тепловой шум (броуновское движение).

По характеру мешающего воздействия помехи делятся на:

1) аддитивные – если в канале связи помеха n(t) складывается с полезным сигналом S(t), т.е. Z(t)= S(t)+ n(t);

2) мультипликативные – если воздействие помехи n(t) эквивалентно изменению коэффициента передачи канала связи Z(t)= S(t)∙n(t).

Аддитивные помехи имеют следующие основные виды:

1) помехи соседних радиоканалов, возникающие, например, из-за перекрытия спектров соседних каналов по несущей частоте.

Рисунок 5.8 – Перекрытие соседних каналов связи с несущими

Меры борьбы – раздвигание несущих частот соседних каналов не менее чем на две полуширины спектров сигналов;

2) промышленные помехи. К ним относят электромагнитное излучение, вызванное возникновение затухающих колебаний при искрообразовании в различных электрических устройствах. Они проявляются в беспорядочном треске и щелчках в телефонах.

Меры борьбы – предотвращение или уменьшение искрообразования, использование фильтров для замыкания ВЧ колебаний в устройствах, экранирование радиоаппаратуры;

3) атмосферные помехи. Причина возникновения – электромагнитное излучение при грозовых разрядах, проявляются на длинных и средних волнах в виде сильного нерегулярного треска в телефонах.

Меры борьбы – удаление в ультракоротковолновый диапазон, свободный от этого вида помех;

флюктуационные помехи – эти помехи являются внутренними шумами, под ними подразумеваются случайные колебания токов и напряжений в элементах радиоаппаратуры. Такие помехи представляют собой последовательность коротких импульсов, имеющих случайный момент появления.

Помехи в линиях связи

Помехи в виде электрического шума можно определить как нежелательную энергию, которая сопровождает сигнал в электронной системе. В любой системе кроме сигнала всегда присутствуют шумы. Примером шумов могут служить перекрестные помехи, когда во время телефонного звонка происходит коммутация двух различных телефонных линий, в результате чего можно в трубке слышать, то что говорят другие люди. Другим примером являются внутриканальные помехи, которые иногда возникают в телевизионных системах под воздействием атмосферных явлений. При этом телевизионный сигнал начинает распространяться на расстояния, превышающие обычные. Это приводит к возникновению взаимных помех с локальными радиостанциями, ведущими вещание на тех же частотах.

В системах связи различают два типа помех: промышленные или искусственные и естественные. Искусственные возникают в результате воздействия на систему разнообразных источников электромагнитных излучений, например, промышленное оборудование, некоторые типы ламп накаливания и др. Естественные помехи проявляются в результате природных явлений, например характерное потрескивание в радиоприемнике, вызванное разрядами молнии в атмосфере. Это пример атмосферных помех. Другим источником шума является космическое излучение, он называется космической помехой. Он вызван излучением звезд в результате протекающих в них процессов преобразования энергии. Кроме того часть помех в систему вносят электронные компоненты. В этом случае говорят о шумах. К ним относят:

1) тепловой шум – шум, возникающий в процессе теплового возбуждения атомов проводника или резистора, в результате чего возникают свободные электроны. Эти электроны хаотически движутся в различных направлениях с различными скоростями. Их движение приводит к появлению случайной разности потенциалов на концах проводника или резистора. Таким образом возникает тепловой процесс.;

2) дробовой шум возникает везде, где через какое-либо активное устройство течет постоянный или переменный ток и происходят случайные колебания величины этого тока, которые накладываются на сигнал и искажают его. Название дробового шума происходит от специфического потрескивания, которое можно услышать в наушниках если усилить сигнал с помощью усилителя низкой частоты;

3) фликер-шум возникает в полупроводниковых, вакуумных и др. устройствах вследствие дефектов кристаллической структуры материала, которые приводят к флуктуациям проводимости. Происхождение шумов до сих пор до конца не выяснено. Фликер-шумы нельзя смоделировать поскольку они изменяются от устройства к устройству. В большинстве практических применений на частотах свыше 10кГц фликер-шумом можно пренебречь. Условно считают, что фликер-шум занимает полосу 0,1…10 3 Гц.

Для оценки качества системы используется параметр отношение сигнал/шум – это отношение максимального значения напряжения сигнала к эффективному значению напряжения шума в соответствии с (3.24):

(5.46)

Отношение сигнал/шум часто определяют в децибелах:

, дБ. (5.47)

, дБ. (5.48)

Типичные значения приемлемого отношения сигнал/шум составляют около 50-60дБ для высококачественного радиовещания музыкальных программ, 16дБ – для передачи речи с низким качеством и до 30 дБ – для коммерческих телефонных систем, 60 дБ – для телевизионного вещания с хорошим качеством. Общее отношение сигнал/шум всех цепей системы определяется произведением, а при выражении в децибелах суммированием.

Задачи по разделу 5

Пример 1. В дискретном канале без помех для передачи сообщений используется алфавит с четырьмя различными символами. Длительность всех символов одинакова и равна 1 мс. Определить пропускную способность канала передачи информации.

Решение.

Запишем выражение для пропускной способности дискретного канала без помех:

,

n – общее количество сообщений из алфавита с четырьмя символами.

n=4 4 =64; мс. дв.ед/с.

Пример 2. Источник вырабатывает символы с вероятностями р₁=0,2; р₂=0,7; р₃=0,1. Передача информации осуществляется двоичным кодом, длительность всех символов которого равна 1 мс. Определить скорость передачи информации по каналу без помех при использовании равномерного кода.

Решение.

Запишем выражение для скорости передачи информации:

,

дв.ед/с.

Пример 3.Источник, вырабатывающий четыре символа с априорными вероятностями р₁=0,4; р₂=0,3; р₃=0,2; р₄=0,1, подключен к каналу передачи информации, обладающим пропускной способностью С=1000 бит/сек. Передача информации осуществляется равномерным двоичным кодом. Определить скорость передачи информации.

Решение.

Выражение для скорости передачи информации имеет вид:

,

Выразим U_Y из выражения пропускной способности канала связи:

; бит/с.

бит.

бит/с.

Пример 4. Сколько в среднем можно передать букв русского текста за 1 сек по каналу передачи информации, обладающего пропускной способностью С=1000бит/с, при условии, что средняя энтропия русского языка на одну букву – 2бит. Определить количество информации.

Решение.

;

Выразим U_Y из выражения пропускной способности канала связи:

, поскольку n=32 (количество букв в русском алфавите), то

бит/с, Н(Х)=2 бит, бит/с.

Пример 5.Определить пропускную способность двоичного симметричного канала с помехами при вероятностях искажения элементарного символа q=0,001 и q=0,01.

Решение.

1) q=0,001, р=1-q=1-0,001=0,999;

бит/с.

бит/с.

Решение.

Запишем выражение для энтропии дискретной случайной величины:

бит.

Решение.

бит.

Решение.

Определим С/Ш на входе системы : .

Определим С/Ш на выходе системы : .

Выразим отношение С/Ш в децибелах на входе системы: .

Выразим в децибелах коэффициенты усиления каждого звена схемы:

Отсюда общий коэффициент усиления системы будет равен:

Отношение С/Ш в децибелах на выходе системы будет равен:

.

5.9 Задачи для самостоятельного решения

Задача 5.1. Определить пропускную способность двоичного симметричного канала с помехами при вероятностях искажения элементарного символа q=0,1 и q=0,0001.

Задача 5.2. Определить энтропию системы, которая описывается дискретной случайной величиной х со следующим рядом распределения: р(х₁)=0,1 р(х₂)=0,2 р(х₃)=0,5 р(х₄)=0,1, р(х₅)=0,1.

Задача 5.4. Сколько в среднем можно передать букв русского текста за 1 сек по каналу передачи информации, обладающего пропускной способностью С=500 бит/с, при условии, что средняя энтропия русского языка на одну букву – 2бит. Определить количество информации.

Задача 5.5. Источник, вырабатывающий четыре символа с априорными вероятностями р₁=0,01; р₂=0,2; р₃=0,5; р₄=0,29, подключен к каналу передачи информации, обладающим пропускной способностью С=1000 бит/сек. Передача информации осуществляется равномерным двоичным кодом. Определить скорость передачи информации.

Задача 5.7. Источник вырабатывает символы с вероятностями р₁=0,25; р₂=0,7; р₃=0,01, р₄=0,01 р₅=0,01 р₆=0,01 р₇=0,01. Передача информации осуществляется двоичным кодом, длительность всех символов которого равна 2 мс. Определить скорость передачи информации по каналу без помех при использовании равномерного кода.

Задача 5.8. В дискретном канале без помех для передачи сообщений используется алфавит с шестью различными символами. Длительность всех символов одинакова и равна 2,5 мс. Определить пропускную способность канала передачи информации.

Задача 5.10. Сколько в среднем можно передать букв русского текста за 2 сек по каналу передачи информации, обладающего пропускной способностью С=5000бит/с, при условии, что средняя энтропия русского языка на одну букву – 3 бит. Определить количество информации.

Источник

Конспект урока по информатике «Помехи, шумы, искажение передаваемой информации»

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Выполнила: учитель информатики и ИКТ Татубаева Е.Г.

Тема урока: Помехи, шумы, искажение передаваемой информации.

Тип урока: изучение нового материала.

Образовательная: познакомить с понятиями помехи, шумы, искажение при передачи информации и способами защиты от них.

Воспитательная: воспитание информационной культуры.

Развивающая: развивать аналитическое мышление.

1. Организационный этап (2 мин)

2. Опрос учащихся (7 мин)

3. Объяснение нового материала (27 мин)

4. Подведение итогов, рефлексия (2 мин)

5. Домашнее задание. (2 мин)

1. Организационный этап. Приветствие учащихся, проверка отсутствующих.

3. Объяснение нового материала

Итак, каналами связи называют технические устройства, позволяющие осуществлять передачу данных на расстоянии. Исследованием теории связи занимался американский ученый Клод Шеннон, который предложил следующую схему передачи информации по каналам связи.

«Шумом» называют различные помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящий к потере информации.

Записываю схему в тетрадь.

Разговор на заднем фоне

Починка линии связи

Остались на заполненные поля «шум» и защита от него в столбце компьютера.

Помехи делятся на промышленные, радио помехи, атмосферные и космические. Практика показала, что избавление от шумов невозможно из-за естественных причин их возникновения. Поэтому была предложена защита информации в виде избыточного кода.

Избыточный код – это многократное повторение передаваемых данных.

— Как вы считаете, какое количество раз надо повторять исходную информацию?

— Для того чтобы повторение происходило конечное количество раз была придумана контрольная сумма, которая передается вместе с блоком данных. В месте приема она вычисляется заново и сверяется с исходной. Если она не совпадает, передача данного блока повторяется. Так происходит до тех пор, пока контрольная сумма не совпадет.

Запись определение в тетрадь.

Много, пока не получим ее всю.

Записывают понятия в тетрадь.

4. Подведение итогов, рефлексия.

— С какими новыми понятиями сегодня познакомились?

— Что еще делали сегодня на уроке?

— Поднимите руки, кому данная тема показалась сложной, легкой?

— Шум, избыточный код, контрольная сумма.

5. Домашнее задание.

Изучить параграф 8, ответить на вопросы и решить задачи 7, 8.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Курс повышения квалификации

Авторская разработка онлайн-курса

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-147175

Не нашли то, что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Во всех педвузах страны появятся технопарки

Время чтения: 1 минута

В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников

Время чтения: 1 минута

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

В России разработают рекомендации по сопровождению студентов с ОВЗ

Время чтения: 2 минуты

В Липецкой области начинающие педагоги получат 120 тысяч рублей

Время чтения: 0 минут

Ученые изучили проблемы родителей, чьи дети учатся в госпитальных школах

Время чтения: 5 минут

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник