Системы радиосвязи.

Радиовещание и телефония. Качество работы аналоговой системы, используемой для приема речевой информации, оценивают показателем разборчивости (AS) и/или индексом артикуляции (AI). Соответственно, зависимости AS(S/I) или AI(S/I) являются рабочими характеристиками телефонных систем радиосвязи. Обе характеристики связывают разборчивость речи с отношением сигнал/помеха.

Показатель разборчивости (AS) определяется процентом правильно принятых слов от общего числа слов в передаче.

Измерение показателя разборчивости выполняют, привлекая группу экспертов. В процессе измерений используют специальные таблицы слов или слогов. Спектральные характеристики речи достаточно близки к характеристикам белого шума, поэтому белый шум, который имеет непрерывный равномерный спектр, является одной из наиболее эффективных помех, маскирующих речь, и часто используется при исследовании разборчивости речи в качестве стандартной или эталонной помехи. В этом случае рабочая характеристика является функцией, определяющей зависимость показателя разборчивости речи от отношения сигнал/шум, т. е. AS(S/N).

Процедура получения экспертной оценки является долговременной и экономически затратной. Надлежащее проведение испытаний громоздко, требует привлечения определенного числа экспертов и длительного времени. Поскольку эти трудности характерны для любых испытаний, связанных с получением экспертных оценок при изучении влияния на разборчивость речи разных видов помех и их параметров, то желательно использовать автоматизированные средства. Существующие автоматизированные средства измеряют не показатель разборчивости, а индекс артикуляции AI.

Индекс артикуляции характеризует маскирующее действие шума (или помехи) на разборчивость речи. Значения индекса артикуляции лежат в интервале от 0 до 1. Чем больше значения индекса, тем лучше разборчивость речи. Индекс артикуляции, AI, получают взвешиванием значений сигнала и шума по отдельным участкам диапазона звуковых частот. При определении индекса артикуляции спектр речи делят на участки таким образом, чтобы каждый участок давал одинаковый вклад в разборчивость речи [70]. Если ввести помеху, то на каждом выделенном участке она будет вносить свой вклад в ухудшение разборчивости речи. Эта ситуация изображена на рис. 12.3, где спектральные плотности мощности сигнала (S) и шума (помехи) (N) разбиты по частоте ( f ) на такие участки, а S_i и N_i представляют мощности сигнала и шума (помехи) на i-ом участке разбиения.

При измерениях на каждом i-ом участке разбиения спектра сигнала определяют отношение сигнал/шум (или сигнал/помеха)

(S/N)_i = 10 lg (S_i/N_i)

и значение индекса артикуляции на этом участке (AI)_i. При определении (AI)_i руководствуются следующим правилом:

(AI)_i = 0, если (S/N)_i ≤ -12 дБ;

(AI)_i = 1, если (S/N)_i ≥ 18 дБ.

Если значения (S/N)_i лежат между значениями -12 дБ и +18 дБ, то для определения (AI)_i используют линейную интерполяцию AI на этом интервале между значениями 0 и 1, как это показано на рис. 12.4.

Окончательно значение AI находят как среднее значений (AI)_i на всех n участках разбиения спектра сигнала:

Преимуществом индекса артикуляции перед показателем разборчивости является более легкий метод измерения. Аналитическая связь между индексом артикуляции и показателем разборчивости в общем случае не установлена, поэтому невозможно пересчитать индекс артикуляции в процент правильно принятых слов. Однако установлено, что граничными значениями индекса артикуляции являются значения 0.3 и 0.7. Если AI = 0.3, то говорят, что линия связи еще не бесполезна. При AI ≥ 0.7 имеет место уверенный прием информации на разговорном языке. Область, в которой AI = 0.3…0.7 является переходной. Значения S/I, при которых достигаются граничные значения AI, зависят от вида помех.

Телевидение. Экспертная оценка качества изображения в разных помеховых условиях широко используется в телевидении. Экспертная оценка является субъективной. Используя эту оценку, можно установить связь между качеством изображения и объективным значением специфических искажений. Субъективная оценка качества непосредственно предсказывает реакцию зрителя на принимаемое изображение. В основе экспертной оценки лежит сравнение эталонного изображения с изображением, искаженным помехой. Методология и методы получения экспертных оценок качества телевизионных изображений, анализ и представление результатов оценок подробно изложены в Рекомендациях МСЭ [71, 72].

Используя шкалу, основанную на пяти градациях качества (или пяти градациях степени искажений) принимаемого изображения, определяют защитные отношения, которые используются как при разработке частотно-территориальных планов телевизионных сетей, так и для анализа ЭМС средств телевидения между собой и с другими типами РЭС.

Для других аналоговых систем, не связанных с передачей речи или изображений, удобной характеристикой, отображающей качество работы системы, служит зависимость среднеквадратической ошибки определения параметров принимаемых сигналов от отношения сигнал/помеха или сигнал/(помеха + шум).