Die Auswirkungen von Lärm in Kommunikationssysteme

Lärm, das Vorhandensein von Zufallsschwankungen in einem Signal , ist die natürliche und allgegenwärtigen Feind der Kommunikationssysteme. Der Zweck der Kommunikation ist es, Informationen zu vermitteln und Lärm beeinträchtigt diese Informationen. Lärm ist untrennbar mit der Physik der Materialien in den Schwingungen der Moleküle verknüpft . Glücklicherweise können Designer -Systeme, die Lärm tolerieren und verhindern, dass es übermäßig zu stören Kommunikation zu schaffen. Rauschquellen

Moderne Kommunikationssysteme sind elektronische und elektronische Schaltungen immer eine gewisse Menge an elektrischem Rauschen . Bei Raumtemperatur , wobei die Moleküle in einem Objekt, das vollständig scheint tatsächlich noch bei hohen Geschwindigkeiten und in zufälligen Richtungen schwingen. In elektronischen Komponenten , ergibt sich eine kleine Menge von elektrischem Rauschen . Die Atmosphäre produziert auch seinen Anteil von elektronischem Rauschen , wie von Blitzschlag und die Auswirkungen von Sonneneruptionen . Funkwellen , die sich durch die Luft heben Sie diesen Lärm; Je weiter die Wellen , desto mehr Lärm, den sie zu sammeln.
SNR und Verständlichkeit

Wissenschaftler messen Rauschen in Kommunikationssystemen mit einer Figur namens des Signal-zu - Rausch-Verhältnis oder SNR . Das ist die Macht der Signal Sie senden möchten , geteilt durch den Lärm, den Sie nicht wollen , und es ist in der Regel in Dezibel . Zum Beispiel, wenn Sie eine Ein-Watt- Signal, 0,01 Watt Rauschen enthält haben , teilen Sie ein Watt von 0,01 und 100 , dann die Zehner-Logarithmus zu zwei erhalten, und multiplizieren Sie diese mit 10 bis zu einem SNR von ankommen 20 dB. Dies ist eine schlechte SNR Figur; wenn du mit 20 dB SNR hatte ein Taschenradio , würden Sie kaum in der Lage, Sprache oder Musik durch sie zu verstehen. Wissenschaftler einen Mindest SNR 25 dB für Verständlichkeit . Je höher die SNR , desto klarer ist das Signal. Ein guter Stereo-Verstärker , zum Beispiel, hat einen SNR von 80 dB oder besser.
Analog

Analog Kommunikationssysteme verwenden traditionelle elektronischen Schaltungen wie Verstärker , Empfänger und Sender . Obwohl analoge Systeme sind einfacher als digitalen Einsen , ist das Rauschen in ihnen kumulativ. Ein Kommunikationstechniker ist sich der an jedem Punkt in der Signalkette erzeugt Lärm; desto besser ist die Ausrüstung, die höher das SNR . Sobald ein Rauschen in das System niemals verlässt , und in einem Teil eines Übertragungs erzeugte Rauschen addiert , was bereits vorhanden ist . Wenn die Gesamtqualität aller Komponenten ist ein SNR von 30 dB oder besser sind die Signale zumindest verständlich ; für hochwertige Rundfunk, muss dieser Wert 50 dB oder besser sein.
Digitale

Digitale Kommunikationssysteme wandeln analoge Signale in digitale Daten , speichern und übermitteln sie dann wandeln sie zurück zu analog. Digitaldaten hat den Vorteil, daß diskrete . Digitale Kommunikationssystem , wie analoge diejenigen, sind nicht immun gegen Lärm, aber Designer können clevere Tricks anwenden, um die Ansammlung von Lärm zu verhindern. Zum Beispiel , digitale Kommunikationsschaltungen verwenden eine Strategie namens ECC oder Fehlerkorrekturcode . Zusätzliche Daten huckepack oben auf jedes Byte eines digitalen Signals übertragen. Diese Daten enthalten Informationen zur mathematischen Signal bezogen ; ein Computer überprüft den Datenteil gegen den ECC- Teil , und wenn es ein oder zwei schlechten Bits erkennt es automatisch zu lösen . Zu viel digitales Rauschen , jedoch werden die Daten nur so sicher, wie es funktioniert analoge Signale auszulöschen. Deshalb ist eine stark zerkratzt CD Überspringen: seine Daten hat , so beschädigt wurde , dass seine ECC kann nicht reparieren

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