double arrow

Физические характеристики сигнала и канала связи


1. HИ, nHC – основное требование к сигналу, означает оптимальное согласование источника и сигнала (HИ – среднее количество информации в одном сообщении; n – количество элементарных сигналов в сообщении; HC – энтропия элементарного сигнала; nHC – среднее количество информации в сложном сигнале).

2. При отсутствии помех в канале связи HИ = mHC. Если в канале связи действуют помехи, нужно использовать формулу HИ < nHCmax (nHCmax – энтропия передаваемого сообщения, n = m + k – число элементарных символов в сообщении).

Характеристики канала связи:

1. TK – время, в течение которого канал связи предоставлен для передачи информации.

2. FK – полоса частот пропускания канала. Эта величина характеризует возможность пропускания определенного спектра частот.

3.
превышение канала. PCK – мощность сигнала; Pmin – некоторый пороговый уровень, обычно характеризующий мощность помех.

4. VK = TK FK HK – объем канала. Объем канала связи можно образно представить в виде ниши (рис. 3).

Рис. 3 Геометрическое представление объема канала связи

Сигнал по аналогии с каналом может быть охарактеризован тремя параметрами, а также обобщающим параметром (объемом сигнала):




1. TC – время сигнала;

2. FC – спектр (обычно максимальная частота в спектре);

3. превышение сигнала. PC – мощность сигнала; РП – мощность помехи;

4. VС = TС FС HС – объем сигнала.

Сигнал можно представить в виде параллелепипеда (рис. 4).

Рис. 4 Геометрическое представление сигнала

Условие

(1)

является необходимым, но недостаточным, так как несоответствие других параметров канала связи и сигнала может не позволить передачу. Достаточным условием является выполнение неравенств

(2)

На практике удовлетворение параметров сигнала и канала условию (1) говорит о потенциальной возможности передачи сигнала по каналу связи даже при невыполнении условия (2). Для передачи такого сигнала необходимо выполнить его эквивалентное преобразование, при котором количество информации в преобразуемом сигнале остается неизменным.

Рис. 5 Одноэлементный сигнал

Пример.Рассмотрим одноэлементный сигнал, имеющий 64 уровня градации. Если вероятности появления любых из сигналов одинаковы, то

.

Пусть выполняются следующие условия:

VC Ј VK;

TK >TC FK >FC HK >HC.

Преобразуем сигнал так, чтобы существовала возможность передачи сигнала двумя символами:

Если перейти к двоичному коду, который позволяет передавать информацию двумя градациями (например, только двумя уровнями напряжения, как в рассматриваемом случае). Этот вариант является оптимальным при возможности свободного распоряжения временем передачи. В данном случае

.

Таким образом, для передачи сообщения двоичным кодом требуется шесть единичных сигналов; получим



.

Можно оценить изменения других параметров сигнала:

Таким образом, обеспечивается выполнение условия (2).







Сейчас читают про: