Кіріспе

Байланыс сенімділігіне әсер ететін бұрмалау түрі. Телекоммуникацияда символдар аралық кедергі (ISI) – бір символдың келесі символдарға кедергі келтіретін сигналдың бұрмалану түрі. Бұл неғұрлым жағымсыз құбылыс, себебі бұрынғы символдар шу сияқты әсер етеді, соның салдарынан байланыс сенімділігі төмендейді. Импульстің белгіленген уақыт интервалынан тысқары таралуы оның жақын орналасқан импульстарға кедергі келтіруіне себеп болады. ISI көбінесе көп жолды таралу немесе байланыс арнасының сызықтық немесе сызықсыз жиілік жауабынан туындайды, бұл тікелей келетін символдардың бірімен бірі араласуына әкеледі. Жүйеде ISI болған жағдайда, қабылдағыштағы шешім қабылдау құрылғысында қателер пайда болады. Сондықтан, жіберу және қабылдау сүзгілерін жобалау кезінде ISI әсерін барынша азайту мақсаты қойылады, осылайша цифрлық деректерді ең аз қателікпен бағытына жеткізуге болады. Символдар аралық кедергіні азайту жолдарына адаптивті теңестіру және қателерді түзету кодтары жатады.

Көп жолды көбею

Символдар арасындағы кедергілердің бірі – көп жолмен таралу, онда таратушыдан сымсыз сигнал қабылдағышқа бірнеше жол арқылы жетеді. Мұның себептеріне шағылысу (мысалы, сигнал ғимараттардан секіріп қайтуы), сыну (ағаш жапырақтары арқылы өту сияқты) және атмосфералық құбылыстар, мысалы, атмосфералық каналдар және ионосфералық шағылыс жатады. Әртүрлі жолдардың ұзындығы әртүрлі болғандықтан, сигналдың әртүрлі түрлері қабылдағышқа әртүрлі уақытта жетеді. Бұл кешігулер белгілі бір символдың бөлігі немесе толығымен келесі символдарға таралуына, соның салдарынан оларды дұрыс анықтау қиындығына әкеледі. Сонымен қатар, әртүрлі жолдар сигналдың амплитудасын және/немесе фазасын бұрмалап, қабылданған сигналға қосымша кедергі тудыруы мүмкін.

Жарық шектелген арналар

Символдар арасындағы кедергілердің тағы бір себебі – сигналдың жолақты шектеулі арна арқылы берілуі, яғни, белгілі бір жиіліктен жоғары жиілік жауабы нөлге тең болатын (шегу жиілігі) арна. Мұндай арна арқылы сигнал өткізу нәтижесінде, осы шегу жиілігінен жоғары жиілік компоненттері жойылады. Сонымен қатар, шегу жиілігінен төменгі жиілік компоненттері де арна тарапынан әлсіреуі мүмкін. Бұл жіберілген сигналдың сүзгіленуі қабылдағышқа келіп түсетін импульстің пішініне әсер етеді. Тіктөртбұрышты импульсті сүзгілеудің әсері импульстің пішінін тек бірінші символ кезеңінде ғана емес, сонымен қатар келесі символ кезеңдеріне де таратуы мүмкін. Егер хабар мұндай арна арқылы жіберілсе, әрбір жеке символының тараған импульсі келесі символдарға кедергі келтіреді. Жолақты шектеулі арналар сымды және сымсыз байланыс жүйелерінде кездеседі. Мұндай шектеу көбінесе бір аймақ/кабель арқылы бірнеше тәуелсіз сигналдарды пайдалану қажеттілігімен байланысты; осыған байланысты әрбір жүйеге әдетте қолданылатын жалпы жолақтың бір бөлігі бөлінеді. Сымсыз жүйелер үшін оларға электромагниттік спектрдің бір бөлігі берілуі мүмкін (мысалы, FM радиосы көбінесе 87,5–108 МГц диапазонында таратылады). Мұндай бөлуді әдетте үкіметтік мекеме басқарады; АҚШ-та бұл Федералды байланыс комиссиясы (FCC). Сымды жүйеде, мысалы, оптикалық талшықты кабельде, бөлуді кабель иесі шешеді. Жолақты шектеу ортаның физикалық қасиеттеріне де байланысты болуы мүмкін – мысалы, сымды жүйеде қолданылатын кабельдің шегу жиілігі болуы мүмкін, одан жоғары берілген сигналдың көп бөлігі тарамайды. Жолақты шектеулі арналар арқылы деректерді жіберу үшін қолданылатын байланыс жүйелері әдетте, жолақтың шектелуінен туындайтын кедергілерді болдырмау үшін импульстік қалыптауды қолданады. Егер арнаның жиілік жауабы тегіс болса және қалыптау сүзгісінің шекті жолақтығы болса, ISI болмайынша байланыс орнатуға болады. Көбінесе арнаның жауабы алдын ала белгілі болмайды, сондықтан жиілік жауабын өтеу үшін бейімделетін теңестіргіш қолданылады.

ISI-ге қарсы іс-қимыл

Телекоммуникация және дерек сақтауда символдар аралық кедергілер мәселесін шешу үшін бірнеше техникалар қолданылады. Жүйелерді импульстік жауабы жеткілікті қысқа болатындай етіп жобалау керек, сонда бір символдан энергия келесі символға аз мөлшерде ғана таралады. Символдарды уақыт бойынша күзеттік интервалдармен бөліңіз. Қабылдағышта эквалайзер қолданыңыз, ол кері сүзгіні қолдану арқылы арнаның әсерін жоюға тырысады. Қабылдағышта реттілік анықтағышын қолданыңыз, ол Витерби алгоритмін пайдаланып, жіберілген символдардың тізбегін бағалауға тырысады.

Символдар арасындағы қасақана араласу

Кодталған модуляциялық жүйелер де бар, олар жіберуші жағында жүйеге қасақана бақыланатын мөлшерде интерсимволдық қиылысу (ISI) енгізеді, бұл Найквисттен жылдам беріліс деп аталады. Мұндай конструкция қабылдағыштағы есептеулердің күрделілігін арттыру арқында трансивер жүйесінің жалпы Шеннон сыйымдылығын арттыруға мүмкіндік береді.