signaalijärjestelmistä

Signaalijärjestelmät ovat järjestelmiä, jotka tuottavat, välittävät, käsittelevät tai tulkitsevat signaaleja tiedon siirtämiseksi tai toiminnan ohjaamiseksi. Signaalit voivat olla analogisia tai digitaalisia ja voivat ilmentyä jatkuva- tai diskreettiaikaisina. Tavoitteena on mahdollistaa tehokas tiedonvälitys, mittaus tai ohjaus kustannustehokkaasti ja luotettavasti.

Keskeinen arkkitehtuuri koostuu lähteestä, lähettimestä (modulaattorista), siirtokanavasta sekä vastaanottajasta, joka tulkitsee signaalin. Digitaalisissa järjestelmissä signaali voi käydä läpi koodauksen, modulaation, virheenkorjauksen ja rekonstruktio. Signaalijärjestelmissä on sekä analogisia että digitaalisia prosessointeja, kuten suodatusta, vahvistusta, mittausta ja muunnoksia, sekä viestien oikeellisuuden varmistamista.

Tärkeitä käsitteitä ovat modulaatio, suodatus, mittaus, näytteenotto (sampling) ja quantization sekä rekonstruktio. Signaali kohinaan tai muihin häiriöihin altistuvana voi menettää laatuaan; kohina sekä häiriöt voivat johtua sekä ympäristötekijöistä että järjestelmäkohtaista. Kanavien rajoitteet, kuten kaistanleveys ja viive, asettavat rajoituksia tiedonsiirrolle. Informaatioteoriassa käsitellään esimerkiksi kanavan kapasiteettia— sitä määräävä tekijä on sekä signaalin ominaisuudet että häiriöt.

Sovelluksia signaalijärjestelmille ovat muun muassa puhelin- ja internetverkot, radiolähetys ja televisio, radar- ja navigaatiojärjestelmät sekä teollisuus- ja ajoneuvoautomaatio, sensoriverkot ja älykkäät infrastruktuurit. Signaalijärjestelmiä suunnitellaan ottaen huomioon luotettavuus, viive, kustannukset ja ympäristötekijät. Standardointi ja yhteensopivuus varmistavat eri laitteiden ja medioiden yhteensopivuuden sekä kuuluvuusalueiden toiminnan.