Національний університет «Львівська політехніка» Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології Кафедра «Захист інформації» Джала Роман Михайлович Хома Володимир Васильович ОСНОВИ ЗБОРУ, ПЕРЕДАВАННЯ ТА ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ Конспект лекцій Тема 3: СИГНАЛИ і ЗАВАДИ в системах передачі інформації (СПІ) ЗМІСТ 1. Класифікація сигналів. Елементи загальної теорії сигналів. 2. Параметри детермінованих сигналів у часовій області. 3. Спектральний аналіз періодичних і неперіодичних детермінованих сигналів. 4. Сигнали і завади як випадковий процес. 5. Числові характеристики сигналів і завад. 6. Дискретизація неперервних сигналів та їх відновлення. Теорема про відліки. 7. Первинні перетворення повідомлень і сигналів. 8. Походження завад та їх класифікація. 9. Методи боротьби із завадами. 3.К. Питання до самоконтролю. 3.Л. Література. Львів – 2006  СИГНАЛИ і ЗАВАДИ у системах передачі інформації (СПІ) Головна задача СПІ – передача інформації на віддаль, здійснюється саме за допомогою сигналів, а завади перешкоджають цій передачі. Слід пам’ятати, що завади – поняття відносне; вони проявляються лише у процесі передавання сигналів, наносячи їм спотворення, а відтак і втрату інформації. Аспекти поєднання сигналів і завад, приклади. Космічні випромінення є завадами для радіозв’язку але сигналами для астронома-дослідника. Іноді завади різко відрізняються від сигналу, деколи буває важко розрізнити де сигнал, а де завада. Враз у телефоні чути дві розмови. Треба час, щоб визначити де ваш корисний сигнал, а де “завада”, що випадково підключилася. В той же час ця завада – корисний сигнал для іншого абонента. У цьому розділі розглянемо основні елементи теорії сигналів, класифікацію і математичний опис сигналів і завад, який буде використовуватися в подальшому викладі матеріалу курсу, проведемо ознайомлення із первинними сигналами різних видів СПІ, вкажемо на джерела походження завад і методи боротьби із завадами. 2.1. Класифікація сигналів Поділ сигналів на класи можна здійснити за різними ознаками. 1. За природою носія розрізняють – електричні, електромагнітні, оптичні, акустичні сигнали. Носій – це фізичний процес, що має властивість переміщуватися у просторі і параметри якого можна змінювати під дією повідомлення. Розрізняють три види носіїв у незбуреному стані – постійний рівень, гармонічне коливання та послідовність імпульсів. Сигнал – це або фізичний процес параметри якого містять інформацію (або носій із накладеним на нього повідомленням). 2. За кількістю параметрів розрізняють одномірні n=1 і багатомірні (векторні) n>1 сигнали. Оскільки сигнали (на відміну від повідомлень) завжди є функцією часу, то в символьному вигляді сигнал з n- параметрами можна представити так
. Приклад одномірного сигналу – напруга на двох затискачах джерела чи ланки кола, або струм. Приклад багатомірного сигналу – система напруг мережі, багатополюсника
. У багатомірних сигналів деякі параметри можуть бути інформативними (відповідають повідомленню), інші – селективні (несуча модульованих сигналів). Сигнали можуть бути не лише функцією часу, але й інших змінних (аргументів), наприклад, просторових координат
. 3. За способом і місцем утворення розрізняють первинні та вторинні (модульовані) сигнали. Первинні сигнали утворюються внаслідок збурення повідомленням єдиного параметру носія у вигляді постійного рівня; вторинні – шляхом модуляції при використанні гармонічного носія чи імпульсної послідовності. 4. За інформативністю – детерміновані і випадкові (стохастичні). У детермінованих сигналах всі параметри є відомими, тобто сигнал можна повністю описати в будь-який момент часу. У випадкових сигналів всі або бодай один параметр є випадковою величиною. Реальні сигнали в СПІ є випадковими з двох причин: - щоб сигнал ніс інформацію, його інформативний параметр принципово має бути невизначеним, оскільки повністю детермінований сигнал інформації вже не містить і його нема змісту передавати.; - при передачі сигнал піддається впл...