Prijenosni kanali, njihova klasifikacija i glavne karakteristike

Osnovni pojmovi i definicije: kanal prenosa, njegov dinamički raspon, efektivno emitovani frekventni opseg, vrijeme tokom kojeg je kanal predviđen za prijenos primarnog signala, kapacitet kanala. Osnovni parametri i karakteristike kanala. Principi normalizacije devijacije zaostalog prigušenja, frekventni odziv, koncept “template”. Fazno-frekvencijski odziv. Amplitudna karakteristika i njeni različiti oblici. Tipični kanali i njihove glavne karakteristike.

Ključni koncepti u tehnologiji telekomunikacionih sistema i mreža su prenosni kanal i telekomunikacioni kanal.

Kanal za prijenos je skup tehničkih sredstava i medija za distribuciju koji osigurava prijenos telekomunikacionih signala u određenom frekvencijskom opsegu ili određenom brzinom prijenosa između terminalnih ili međutačaka telekomunikacionih mreža.

Prema načinu prenosa telekomunikacionih signala postoje analogni I digitalni kanala.

1) Analogni kanali se, pak, dijele na kontinuirano I diskretno ovisno o promjenama u informacijskom parametru signala.

2) Digitalni kanali se dijele na kanale pomoću pulsno kodna modulacija (PCM ) , koriste kanale diferencijalni PCM i zasnovani na kanalima delta modulacija . Kanali koji koriste analogne metode prijenosa signala u nekim područjima i metode digitalnog prijenosa signala u drugim se nazivaju mješoviti kanali prenosa.

U zavisnosti od propusnog opsega u kojem se prenose telekomunikacioni signali i usklađenosti parametara kanala sa utvrđenim standardima, analogni tipični kanali glasovne frekvencije, tipični primarni, sekundarni, tercijarni i kvartarni širokopojasni kanali. Tipični kanali za prijenos audio signala, slikovnih signala i televizijskog zvuka;

Ovisno o brzini prijenosa i usklađenosti parametara kanala sa utvrđenim standardima, razlikuju se sljedeće: glavni digitalni kanal, primarni, sekundarni, tercijarni, kvartarni i kvinarni digitalni kanali ;

Na osnovu vrste medija za širenje, razlikuju se telekomunikacijski signali: žičani kanali organizirano putem kablovskih i, rjeđe, nadzemnih komunikacijskih linija i radio komunikacionih kanala , organizirano putem radio relejnih i satelitskih komunikacijskih linija.

Telekomunikacioni kanal je kompleks tehničkih sredstava i distributivnog okruženja koje obezbeđuje prenos primarnih signala telekomunikacije od pretvarača signala u primarni signal u primarni pretvarač signala u poruku.

Pored navedene klasifikacije, telekomunikacioni kanali se dele na

Na osnovu vrste primarnih signala (ili poruka) koje se prenose razlikuju se telefonski kanali, kanali za emitovanje zvuka, televizijski kanali, televizija

grafički kanala I kanali podataka ;

Prema načinu organizovanja dvosmjerne komunikacije postoje dvožični jednosmjerni kanal, dvožični dvosmjerni kanal I četverožični jednosmjerni kanal;

Telekomunikacioni kanali su podijeljeni po teritorijalnoj osnovi za međunarodne, međugradske, magistralne, zonske i lokalne .

Razmatrana klasifikacija prenosnih i telekomunikacionih kanala (u daljem tekstu jednostavno kanali) odgovara ustaljenoj praksi njihovog organizovanja i razvoja zahteva za njihovim glavnim parametrima i karakteristikama, koji se najčešće vezuju za odgovarajuće parametre i karakteristike primarnih signala.

Kanal se može okarakterisati sa tri parametra:

1) efikasno emitovani frekvencijski opseg DF To, koje je kanal sposoban da emituje uz ispunjavanje zahtjeva za kvalitetom prijenosa signala;

2) vrijeme T To, tokom kojeg se obezbjeđuje kanal za prijenos signala ili poruka;

3) dinamički opseg D To, što se shvata kao odnos oblika

Gdje P kmax– maksimalna neiskrivljena snaga koja se može prenijeti preko kanala; P kmin– minimalna snaga signala pri kojoj je osigurana neophodna otpornost na smetnje.

Očigledno je da se prenosi signal sa parametrima DF c ,T With, And D c preko kanala sa parametrima DF To ,T To I D To moguće predmet

Proizvod parametara tri kanala V To = D To × F To × T To to se zove kapacitet. Signal se može prenositi preko kanala ako njegov kapacitet nije manji od jačine signala (vidi predavanje 2). Ako sistem nejednačina (3.2) nije zadovoljen, onda je to moguće deformacija jedan od parametara signala koji vam omogućava da uskladite njegovu jačinu sa kapacitetom kanala. Shodno tome, uslov za mogućnost prenosa signala preko kanala može se predstaviti u opštijem obliku

V To ³ V With . (3.3)

Kanal karakteriše sigurnost

, (3.4)

Gdje P P– snaga smetnje u kanalu.

Kapacitet kanala je opisan sljedećim izrazom

, (3.5)

Gdje P sri– prosječna snaga signala koji se prenosi preko kanala.

Prijenosni kanal kao četveropolni

Prenosni kanal, kao skup tehničkih sredstava i medijuma za propagaciju električnog signala, predstavlja kaskadno povezivanje različitih četvoroterminalnih mreža. V koji vrše filtriranje, konverziju signala, pojačanje i korekciju. Stoga se kanal može predstaviti ekvivalentni četveropol,čiji parametri i karakteristike određuju kvalitet prenosa signala, sl. 3.1.

Rice. 3.1. Prijenosni kanal kao četveropolni

Na slici 3.1 koriste se sljedeće oznake: 1-1 i 2-2 su ulazni i izlazni terminali, respektivno; I unos (jw) I I van (jw) – složene ulazne i izlazne struje; U unos (jw) I U van (jw) – složeni ulazni i izlazni naponi; Z unos (jw) I Z van (jw) – složeni ulazni i izlazni otpori (u pravilu su vrijednosti čisto aktivne i jednake, tj. Z unos = R unos = Z van = R van);K(jw) =U van (jw) /U unos (jw) =TO(w )× e jb (w) – kompleksni koeficijent prijenosa napona, TO(w) – modul koeficijenta prijenosa i b(w) – fazni pomak između ulaznog i izlaznog signala; ako se uzme omjer izlazne i ulazne struje, onda govorimo o koeficijentu prijenosa struje; u unos (t), u van (t) – trenutne vrednosti napon ulaznih i izlaznih signala i R unos I R van – nivoi ulaznog i izlaznog napona ili snage signala.

Kanali za prijenos rade između stvarnih opterećenja Z n1 (jw) I Z n2 (jw), spojeni na terminale 1-1 i 2-2.

Svojstva kanala i njihovu usklađenost sa zahtjevima za kvalitetom prijenosa poruka određuju se brojnim parametrima i karakteristikama.

Prvi i jedan od glavnih parametara kanala je zaostalo slabljenje A r, što znači radno slabljenje kanala, izmjereno ili izračunato pod uvjetima priključenja na terminale 1-1I 2-2 (sl. 3.1) aktivni otpori koji odgovaraju nominalnim vrijednostimaR unos IR van respektivno. Ulazni i izlazni otpori pojedinačnih uređaja za prenosni kanal su u prilično dobroj saglasnosti jedni s drugima. Pod ovim uslovom, radno slabljenje kanala se može smatrati jednakim zbiru karakteristika(vlastiti) slabljenje pojedinačni uređaji, isključujući refleksije. Tada se zaostalo slabljenje kanala može odrediti formulom;

, (3.1)

Gdje R unos I R van– nivoi na ulazu i izlazu kanala (vidi sliku 3.1); A r– slabljenje i- idi i S j - dobitak j- 4-terminalne mreže koje čine prenosni kanal.

To znači da zaostalo slabljenje(OZ) kanal predstavljaje algebarski zbir slabljenja i poboljšanja i pogodan za proračune A r, kada je poznato slabljenje sekcija pojačanja i pojačanje pojačala. HP se mjeri na određenom nivou za svaki frekvenciju mjerenja kanala.

Tokom rada, kanal OZ ne ostaje konstantna vrijednost, već odstupa od nominalne vrijednosti pod utjecajem različitih destabilizirajućifaktori. Te promjene u zdravlju se nazivaju nestabilnost, koji se procjenjuje maksimalnim i srednjim kvadratnim vrijednostima odstupanja OZ od nominalne vrijednosti ili vrijednosti njihove disperzije.

Preostalo slabljenje kanala povezano je sa njegovim propusnim opsegom. Frekvencijski opseg kanala unutar kojeg se zaostalo slabljenje razlikuje od nominalnog za najviše određeni iznos DA r naziva se efikasno prenošen frekventni opseg (EPHR). U granicama EPPC, dozvoljena odstupanja OZ su normalizovana D.A. r od nominalne vrijednosti. Najčešći metod standardizacije je upotreba „šablona“ dozvoljenih odstupanja zdravlja.Približan prikaz takvog šablona je prikazan na Sl. 3.2.

Rice. 3.2. Približni obrazac dozvoljenih odstupanja zaostalog prigušenja prijenosnog kanala

Na sl. 3.2 koriste se sljedeće oznake f 0 – frekvencija na kojoj se utvrđuje nazivna vrijednost OZ; f n ,f V – donja i gornja granična frekvencija EPFC-a; 1.2 – granice dozvoljenih odstupanja OZ; 3 – prikaz izmjerenog frekvencijskog odziva OZ. Odstupanja OZ od nominalne vrijednosti određuju se formulom

, (3.2)

Gdje f - frekvencija struje i f 0 – učestalost određivanja nominalne vrijednosti OZ.

Usko povezan sa konceptom EPHR amplitudno-frekvencijski odziv -frekvencijski odziv(ili jednostavno frekvencijski odziv ) kanal, što znači zavisnost zaostalog prigušenja o frekvenciji A r =j h (f)na konstantnom nivou na ulazu kanala, tj. R unos = konst. Ova karakteristika procjenjuje amplitudno-frekvencijska (jednostavno frekvencijska) izobličenja koja unosi kanal zbog ovisnosti njegovog kapaciteta o frekvenciji. Dozvoljena izobličenja određena su obrascem odstupanja OP-a u granicama EPPC-a. Približan prikaz frekvencijskog odziva kanala prikazan je na Sl. 3.3.

Za prenos većeg broja telekomunikacionih signala je važan fazno-frekventni odziv - FCHH(Samo fazna karakteristika ) kanal, koji se odnosi na zavisnost faznog pomaka između izlaznog i ulaznog signala o frekvenciji, tj. b=j f (f). Opšti pogled na faznu karakteristiku kanala prikazan je na Sl. 3.4

(red 1).

Fig.3. 3. Frekvencijski odziv kanala. Fig.3. 4. Fazne karakteristike kanala.

U srednjem dijelu EPFC-a ova karakteristika je bliska linearnoj, a na njegovim granicama je uočljiva nelinearnost uzrokovana filterima uključenim u prijenosni kanal. Zbog činjenice da je direktno mjerenje faznog pomaka koji uvodi kanal teško, smatra se da frekvencijski odziv procjenjuje fazne distorzije vrijeme grupnog putovanja – GVP(ili usporavanje - grupno kašnjenje)

t (w ) = db(w)/ dw, (3.3)

Gdje b (w) – fazno-frekventna karakteristika. Približan prikaz frekvencijskog odziva HPG-a prikazan je na slici 3.4 (linija 2).

Određuje frekvencijske karakteristike zaostalog prigušenja, faznog pomaka ili grupnog prolaznog vremena linearno izobličenje , koje prenose kanali kada telekomunikacioni signali prolaze kroz njih.

Zavisnost snage, napona, struje ili njihovih nivoa na izlazu kanala od snage, napona, struje ili njihovih nivoa na ulazu kanala naziva se amplitudna karakteristika –OH. AX kanala se odnosi i na zavisnost zaostalog prigušenja kanala od nivoa signala na njegovom ulazu, tj. A r =j A (R unos), mjereno na nekoj uvjetovanoj konstantnoj frekvenciji merni signal na ulazu kanala, tj. f promijeniti=konst.

Amplitudna karakteristika kanala može biti predstavljena različitim zavisnostima prikazanim na slici 3.5: U van =j n (U unos) (Sl. 3.5 a, redovi 1 i 2), A r = j A (R unos) (Sl. 3.5 b, red 1), R unos =j R (R van) (Sl. 3.5 b, redovi 2 i 3), gdje su usvojene sljedeće oznake: U unos , U van– napon signala na ulazu i izlazu kanala, respektivno; R unos , R van – nivoi (napon, snaga) signala na ulazu i izlazu kanala, respektivno; A r– zaostalo slabljenje kanala prenosa.

Iz pregleda grafova prikazanih na slici 3.5 jasno je da AH ima tri sekcije:

1) nelinearni presek pri niskim naponskim vrednostima ili nivoima signala na ulazu kanala. Nelinearnost AX se objašnjava kompatibilnošću napona ili nivoa signala sa šumom samog kanala;

2) linearni presek pri vrednostima napona ili nivou ulaznog signala, koji se karakteriše direktno proporcionalnim odnosom između napona (nivoa) signala na ulazu kanala i napona (nivoa) signala na izlazu kanala;

Fig.3. 5. Amplitudne karakteristike prenosnog kanala

3) dio sa značajnom nelinearnošću pri vrijednostima ulaznog napona (nivoa) signala iznad maksimuma U Max (R Max), koju karakteriše izgled nelinearna izobličenja. Ako je ugao nagiba prave linije koja odgovara linearnom presjeku AX jednak 45 0, tada je napon (nivo) signala na izlazu kanala jednak naponu (nivou) na njegovom ulazu. Ako je ugao nagiba manji od 45 0, tada dolazi do slabljenja u kanalu, a ako je ugao nagiba veći od 45 0, dolazi do pojačanja u kanalu. Ako A r > 0, tada kanal uvodi slabljenje (slabljenje) ako A r <0, то канал передачи вноситrezidualni dobitak.

Mala nelinearnost AX pri niskim vrijednostima ulaznog napona ili nivoa signala ne utječe na kvalitet prijenosa i može se zanemariti. Nelinearnost AX pri značajnim vrijednostima napona ili nivoa ulaznog signala koje prelaze linearni dio AX manifestira se pojavom harmonike ili kombinacijski frekvencije izlaznog signala. Na osnovu karakteristika može se samo približno procijeniti veličina nelinearnih izobličenja. Tačnije, procjenjuje se veličina nelinearnih izobličenja u kanalima faktor nelinearnog izobličenja ili prigušivanje nelinearnosti.

ili
, (3.4)

Gdje U 1g – efektivna vrijednost napona prvog (osnovni harmonik mjernog signala; U 2g ,U 3g itd. – efektivne vrijednosti napona drugog, trećeg itd. harmonike signala koji nastaju zbog nelinearnosti AX kanala prijenosa. Pored toga, u tehnologiji višekanalnih telekomunikacionih sistema prenosa, koncept se široko koristi slabljenje nelinearnosti harmonicima

A ng = 20lg( U 1g / U n G) =R 1g - R n G ,n = 2, 3 …, (3.5)

Gdje R 1g – apsolutni nivo prvi harmonik mjerni signal, R n G – apsolutni nivo n-Jaoharmonike, zbog nelinearnosti AX kanala.

Digitalne kanale karakteriše brzina prenosa, a ocjenjuje se kvalitet prijenosa signala stopa greške , što znači omjer broja elemenata digitalnog signala primljenih s greškama i ukupnog broja signalnih elemenata koji su odaslani tokom vremena mjerenja

TO osh = N osh / N =N osh / VT, (3.6)

Gdje N osh– broj pogrešno prihvaćenih elemenata; N – ukupan broj prenesenih elemenata; IN– brzina prijenosa; T– vrijeme mjerenja (posmatranja).

Telekomunikacioni sistemi moraju biti izgrađeni na način da kanali imaju određenu svestranost i da su pogodni za prenos različitih vrsta poruka. Ove nekretnine imaju tipični kanali , čiji su parametri i karakteristike normalizovani. Tipični kanali mogu biti jednostavno, one. ne prolazi kroz tranzitnu opremu, I kompozitni, tj. prolaz kroz tranzitnu opremu.

Tipični kanali prenosa

Glasovni kanal . Tipičan analogni kanal za prenos sa frekvencijskim opsegom od 300...3400 Hz i sa standardizovanim parametrima i karakteristikama naziva se kanal glasovne frekvencije - KFC.

Normalizovana (nominalna vrednost) relativnog (mernog) nivoa na ulazu CFC je jednaka R unos = - 13dBm 0, na izlazu CFC-a R van = + 4dBm 0. Pretpostavlja se da je frekvencija mjernog signala f promijeniti = 1020Hz(ranije 800 Hz). Dakle, nominalno zaostalo slabljenje CFC je jednako A r = - 17dB, tj. KFC uvodi povećanje od 17 dB.

Efikasno prenosi frekvencijski opseg KFC (kompozitna i maksimalna dužina) je opseg na čijim ekstremnim frekvencijama (0,3 i 3,4 kHz) je zaostalo slabljenje A r 8,7 dB veće od preostalog prigušenja na frekvenciji od 1020 Hz (ranije 800 Hz).

Frekvencijski odziv zaostalih devijacija prigušenja DA r od nominalne vrijednosti (-17 dB) mora ostati unutar šablon prikazano na sl. 3.6.

Rice. 3.6. Obrazac za dozvoljena odstupanja zaostalog prigušenja KFC-a

Da bi se ispunili zahtjevi za frekvencijski odziv zaostalog prigušenja, njegova neravnina za jednostavan kanal dužine 2500 km mora se uklopiti u granice navedene u tabeli. 3.1.

Tabela 3.1

f, kHz
DA r , dB

Fazno-frekventna izobličenja imaju mali uticaj na kvalitet prenosa govornih signala, ali pošto se CFC koristi za prenos drugih primarnih signala, velika izobličenja fazne frekvencije ili neujednačene frekventne karakteristike grupnog vremena putovanja (GTT) su neprihvatljive. Stoga su odstupanja GWP-a od njegove vrijednosti na frekvenciji od 1900 normalizirana Hz za jednostavan kanal dužine 2500 km, tabela 3.2.

Tabela 3.2

f,kHz

Dt,gospođa

Naravno, za kompozitne kanale će odstupanja GVP-a biti onoliko puta veća koliko je broj jednostavnih kanala koji organizuju kompozitni kanal.

Amplitudna karakteristika CFC-a je normalizirana na sljedeći način: zaostalo slabljenje jednostavnog kanala mora biti konstantno s tačnošću od 0,3 dB kada se nivo mjernog signala promijeni od –17,5 do +3,5 dB u tački sa nultim mjernim nivoom na bilo kojoj frekvenciji unutar EPFC. Faktor nelinearne distorzije za jednostavan kanal ne bi trebao prelaziti 1,5% (1% na 3. harmoniku) na nominalnom nivou prijenosa na frekvenciji od 1020 Hz.

Standardizacija se takođe odnosi na stepen koordinacije ulaznog i izlaznog otpora CFC-a sa otporima eksternih kola – opterećenja: unutrašnjeg otpora izvora emitovanih signala i otpora opterećenja. Ulazni i izlazni otpor CFC-a moraju biti čisto aktivni i jednaki R unos =R van = 600Ohm. Ulaz i izlaz kanala moraju biti simetrično, koeficijent refleksijed ili raspadanje nedosljednosti(refleksije)A d jednake ne bi trebalo da prelaze 10% odnosno 20 dB.

(3.7)

ne bi trebalo da prelazi 10% ili 20%. dB. Ovdje je Z n nominalna vrijednost, a Z p je stvarna vrijednost otpora.

Važan pokazatelj kvaliteta prenosa putem CFC-a je snaga smetnje, koja se meri posebnim uređajem tzv psofometar (“psophos” na grčkom znači buka). Psifometar je voltmetar s kvadratnom karakteristikom ispravljanja. Izbor ove karakteristike objašnjava se činjenicom da uho sabira buku iz pojedinačnih izvora snagom, a snaga je proporcionalna kvadratu napona ili struje. Psifometri se razlikuju od konvencionalnih kvadratnih voltmetara po tome što imaju frekvencijsku ovisnost osjetljivosti. Ova zavisnost uzima u obzir različitu osjetljivost uha na pojedinim frekvencijama koje su dio spektra smetnji i buke, a formira se ponderisanjem psozometrijskifilter.

Kada se na ulaz psofometra dovede napon frekvencije od 800 Hz sa nultim mernim nivoom njegovo očitavanje će biti 775 mV. Da bi se dobila ista vrijednost na drugim frekvencijama, nivoi moraju biti uglavnom veći. Interferentni napon mjeren psofometrom U psof, je u vezi sa efektivnim naponom U eff odnos U psof = k P × U eff, Evo k P = 0,75 se zove psozometrijski koeficijent.

Napon smetnje ili buke mjeren psofometrom naziva se psozometrijska napetost. Snaga određena psozometrijskim naponom na nekom otporu R, zvao psozometrijska snaga,što je jednako P psof = k P × U 2 eff / R = 0,56U 2 eff R.

Prosječni nivo snage interferencije sa uniformnim spektrom nalazi se u psozometrijskim mjerenjima u frekvencijskom opsegu 0,3...3,4 kHz do 2.5 dB(ili 1,78 puta) manje nego kod mjerenja efektivnih (efektivnih) vrijednosti. Magnituda 2,5 dB pozvao logaritamski psozometrijski koeficijent.

Psofometrijska snaga interferencije u tački sa nultim nivoom merenja maksimalne dužine CFC, koja se sastoji od maksimalnog broja jednostavnih kanala, ne bi trebalo da prelazi 50.000 pVtp 0 (pikovat psozometrijski u tački nultog relativnog nivoa). Odgovarajuća vrijednost efektivne ( unweighted) dozvoljena snaga smetnje je 87000 pW. Psofometrijska snaga interferencije jednostavnog kanala dužine 2500 km ne bi trebalo da prelazi 10000 pVtp 0.

Dozvoljene vrijednosti prosječne i vršne snage telefonskih signala na ulazu telefonskog signala su također normalizirane: na tački nultog relativnog nivoa prosječna vrijednost snage je 32 µW, a vrhunac – 2220 µW

Razmotrimo kanale koji se razlikuju po vrsti komunikacijskih linija koje koriste.

1. Mehanički, u kojem se kretanje bilo kojeg čvrstog, tečnog ili plinovitog tijela koristi za prijenos informacija. U prvom slučaju mogu se koristiti poluge ili sajle (na primjer, komande automobila), u drugom - hidraulički sistemi (na primjer, kočioni sistem automobila), u trećem - razne vrste pneumatskih uređaja (u širokoj upotrebi, na primjer, u gasnoj industriji).

2. Acoustic. Koriste mehaničke vibracije zvuka i ultrazvučne frekvencije, koje se posebno dobro šire u tekućim medijima. Široko se koriste, na primjer, za prijenos informacija ljudima ili uređajima koji se nalaze pod vodom ili u drugim tekućim sredinama, kao i prilikom provođenja medicinskih istraživanja (ultrazvuk). Akustični kanal u plinovitom okruženju je možda glavni za prijenos informacija između ljudi (govora). Akustični signali niskog intenziteta su bezopasni za ljudsko zdravlje.

4. Električni kanali. Oni su danas najčešći pri prenošenju informacija na kratke udaljenosti. Osnova su žične komunikacijske linije.

5. Radio kanali. Kao i optički, oni koriste elektromagnetne valove za prijenos informacija. Međutim, mnogo niža frekvencija. Zahvaljujući sposobnosti takvih valova da se savijaju oko prepreka i reflektiraju od slojeva plazme koji okružuju Zemlju, postaje moguće prenijeti informacije na velike udaljenosti, uključujući i na skali cijele Zemlje. Ove prednosti, međutim, dolaze sa nedostacima. Radio kanali su veoma podložni smetnjama i manje su tajnoviti. Radio kanal, uz optički, može se koristiti za povezivanje na internet računarsku mrežu u područjima sa slabo razvijenom žičnom telekomunikacionom infrastrukturom.

Kraj rada -

Ova tema pripada sekciji:

Teorija informacija i kodiranja

Državni univerzitet Soči.. turizam i odmaralište.. Fakultet informacionih tehnologija i matematike..

Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

Tweet

Sve teme u ovoj sekciji:

Kurs predavanja
Efikasna organizacija razmjene informacija postaje sve važnija kao uslov uspješnog praktičnog djelovanja ljudi. Količina informacija neophodna za normalno funkcionisanje modernog

Definicija informacije
Reč informacija dolazi od latinskog informare - prikazati, formirati ideju o nečemu, informisati. Informacija je, zajedno sa materijom i energijom, primarna

Faze cirkulacije informacija
Upravljački sistem se sastoji od kontrolnog objekta, skupa tehničkih sredstava koji se sastoji od računara, ulazno-izlaznih uređaja i uređaja za skladištenje informacija koji su u njemu uključeni, uređaja za prikupljanje podataka

Neke definicije
Podaci ili signali organizirani u određene sekvence nose informacije ne zato što repliciraju objekte u stvarnom svijetu, već zbog društvenog dogovora o kodiranju, tj. jedan

Mjere informisanja
Prije nego što pređemo na mjere informacija, ističemo da se izvori informacija i poruke koje stvaraju dijele na diskretne i kontinuirane. Diskretne poruke se sastoje od konačno

Geometrijska mjera
Određivanje količine informacija geometrijskom metodom svodi se na mjerenje dužine linije, površine ili zapremine geometrijskog modela datog nosača informacije ili poruke. Prema geometrijskim dimenzijama

Aditivna mjera (Hartleyeva mjera)
Aditivna mjera se može smatrati kombinatornom mjerom koja je pogodnija za brojne primjene. Naše intuicije o informacijama sugeriraju da se količina informacija povećava kako

Entropija i njena svojstva
Postoji nekoliko vrsta statističkih mjera informacija. U budućnosti ćemo razmotriti samo jednu od njih - Shanonovu mjeru. Šenonova mera količine informacija usko je povezana sa konceptom

Entropija i prosječna entropija jednostavnog događaja
Pogledajmo pobliže koncept entropije u različitim verzijama, kako se koristi u Šenonovoj teoriji informacija. Entropija je mjera neizvjesnosti nekog iskustva. U najjednostavnijem slučaju se koristi

Lagrangeova metoda množenja
Ako trebate pronaći ekstrem (maksimum, minimum ili sedlo) funkcije od n varijabli f(x1, x2, …, xn), povezanih sa k

Izvođenje formule za prosječnu vrijednost entropije po slovu poruke
Pretpostavimo da postoji poruka koja se sastoji od n slova: , gdje je j=1, 2, …, n ─ brojevi slova u poruci po redu, i i1, i2, … , u broju slova

Entropija složenog događaja koji se sastoji od nekoliko zavisnih događaja
Pretpostavimo sada da su elementi poruke (slova) međusobno zavisni. U ovom slučaju, vjerovatnoća pojavljivanja niza od nekoliko slova nije jednaka proizvodu vjerovatnoća pojavljivanja

Redundantnost poruke
Kao što je navedeno, entropija je maksimalna ako su vjerovatnoće poruka ili simbola od kojih su sastavljene iste. Takve poruke nose maksimalno moguće informacije. Ako poruka ima

Sadržaj informacija
Mjera sadržaja je označena kao cont (od engleskog Content ─ sadržaj). Sadržaj događaja I izražava se kroz funkciju mjere njegovog sadržaja

Izvodljivost informacija
Ako se informacija koristi u sistemima upravljanja, onda se njena korisnost može razumno procijeniti po učinku koje ima na rezultat upravljanja. S tim u vezi, 1960. godine sovjetski naučnik A.A.

Dinamička entropija
Ovdje se entropija smatra funkcijom vremena. U ovom slučaju, cilj je da se riješimo neizvjesnosti, tj. postići poziciju u kojoj je entropija jednaka 0. Ova situacija je tipična za probleme

Entropija kontinuiranih poruka
Ulazni podaci se često predstavljaju kao kontinuirane vrijednosti, kao što su temperatura zraka ili mora. Stoga je od interesa izmjeriti količinu informacija sadržanih u takvim porukama.

Prvi slučaj (vrijednosti sljedećih količina ograničene su intervalom)
Slučajna varijabla a ograničena je intervalom. U ovom slučaju, definitivni integral njegove gustine distribucije vjerovatnoće (diferencijalni zakon distribucije vjerovatnoće) na

Drugi slučaj (daju se disperzija i matematičko očekivanje sljedeće vrijednosti)
Pretpostavimo sada da domen definicije vrijednosti slučajne varijable nije ograničen, već su data njena varijansa D i matematičko očekivanje M. Imajte na umu da je varijansa direktno proporcionalna

Kvantizacija signala
Kontinuirani signali - nosioci informacija - su kontinuirane funkcije kontinuiranog argumenta - vremena. Prijenos takvih signala može se vršiti korištenjem kontinuiranih komunikacijskih kanala,

Vrste uzorkovanja (kvantizacija)
Najjednostavniji i najčešće korišteni tipovi kvantizacije su: · kvantizacija po nivou (jednostavno ćemo reći kvantizacija); · vremenska kvantizacija (pozvaćemo

Kriterijumi za tačnost reprezentacije kvantizovanog signala
Kao rezultat inverzne konverzije iz kontinuirano-diskretnog oblika u kontinuirani, dobija se signal koji se razlikuje od originalnog po količini greške. Signal se zove funkcija reprodukcije

Elementi generalizovane spektralne teorije signala
Generalizovana spektralna teorija signala kombinuje metode za matematički opis signala i interferencije. Ove metode omogućavaju da se obezbedi potrebna redundantnost signala kako bi se smanjio uticaj smetnji

O praktičnoj upotrebi Kotelnikove teoreme
Moguća šema za kvantizaciju-prenos-oporavak kontinuiranog signala može se predstaviti kao što je prikazano na Sl. 2.5. Rice. 2.5. Moguća shema kvantizacije-transmisije

Odabir perioda uzorkovanja (vremenska kvantizacija) prema kriteriju najvećeg odstupanja
Kao rezultat vremenske kvantizacije funkcije x(t), dobija se niz vrijednosti x(t1), x(t2), ... kvantizirane vrijednosti x(t) u diskretnim trenucima vremena t

Interpolacija korištenjem Lagrangeovih polinoma
Funkcija reprodukcije u većini slučajeva se izračunava pomoću formule: , gdje su neke funkcije. Ove funkcije se obično biraju tako da. (2.14) U ovom slučaju,

Procjena maksimalne vrijednosti greške pri dobivanju funkcije reprodukcije na temelju Lagrangeovog polinoma
Hajde da pronađemo interpolacionu grešku. Predstavimo to u obliku: , (2.16) gdje je K(t) pomoćna funkcija koju treba pronaći. Za proizvoljno t* imamo: (

Generalizacija na slučaj upotrebe Lagrangeovih polinoma proizvoljnog reda
Interpolacija polinomima n-tog reda tretira se slično kao u prethodnim slučajevima. Istovremeno, postoji značajna komplikacija formula. Generalizacija vodi do sljedeće formule:

Odabir intervala uzorkovanja na osnovu kriterija standardne devijacije
Razmotrimo slučaj diskretizacije slučajnog stacionarnog ergodičkog procesa x(t) sa poznatom korelacionom funkcijom. Rekonstruisati ćemo korištenjem Lagrangeovih polinoma. Najčešće

Optimalna kvantizacija po nivou
Slika 2.13 ilustruje princip kvantizacije nivoa. Rice. 2.13. Kvantizacija po nivou. Ova kvantizacija se svodi na zamjenu vrijednosti originalnog signala sa nivoom

Proračun neujednačene optimalne, u smislu minimalne varijanse, greške skale kvantizacije
Rice. 2.19. Oznaka Postavimo sada broj koraka kvantizacije n, granice intervala (xmin, xmax

Opći koncepti i definicije. Kodiranje ciljeva
Kodiranje je operacija identifikacije simbola ili grupa simbola jednog koda sa simbolima ili grupama simbola drugog koda. Šifra (francuski kod), skup vrijednosti

Elementi teorije kodiranja
Neka opšta svojstva kodova. Pogledajmo primjere. Pretpostavimo da diskretni izvor nema memoriju, tj. davanje nezavisnih poruka - slova - na izlazu, imenovanih

Kraftova nejednakost
Teorema 1. Ako cijeli brojevi n1, n2, …, nk zadovoljavaju nejednakost, (3.1) postoji prefiks kod sa abecedom zapremine m,

Teorema 2.
Formulacija. Neka je zadan kod s dužinama kodne riječi n1, n2, …, nk i sa abecedom volumena m. Ako je kod jedinstveno dekodirajući, Kraftova nejednakost je zadovoljena

Teorema 3.
Formulacija. Za datu entropiju H izvora i volumen m sekundarne abecede, postoji prefiks kod s minimalnom prosječnom dužinom nav min

Teorema o minimalnoj prosječnoj dužini kodne riječi za kodiranje blok po blok (Teorema 4)
Razmotrimo sada slučaj kodiranja ne pojedinačnih izvornih slova, već nizova L slova. Teorema 4. Formulacija. Za dati diskretni izvor

Optimalni neujednačeni kodovi
Definicije. Neujednačeni kodovi su kodovi čije kodne riječi imaju različite dužine. Optimalnost se može shvatiti na različite načine, ovisno o tome

Lema 1. O postojanju optimalnog koda sa istom dužinom kodnih riječi dva najmanje vjerovatna kodirana slova
Formulacija. Za bilo koji izvor sa k>=2 slova, postoji optimalan (u smislu minimalne prosječne dužine kodne riječi) binarni kod u kojem su dva najmanje vjerovatna sloja

Lema 2. O optimalnosti prefiksnog koda neredukovanog ansambla ako je prefiksni kod redukovanog ansambla optimalan
Formulacija. Ako je neki prefiksni kod redukovanog ansambla U" optimalan, onda odgovarajući prefiksni kod originalnog ansambla m

Karakteristike efikasnih kodova
1. Slovu primarne abecede sa najmanjom vjerovatnoćom pojavljivanja dodjeljuje se šifra najveće dužine (lema 1), tj. takav kod je neujednačen (sa različitim dužinama kodnih riječi). U str

Kodiranje otporno na buku
Kao što ime govori, takvo kodiranje je dizajnirano da eliminiše štetne efekte smetnji u kanalima za prenos informacija. Već je objavljeno da je takav prijenos moguć i u svemiru i u svemiru

Najjednostavniji modeli digitalnih komunikacijskih kanala sa smetnjama
Sposobnost kodova za ispravljanje grešaka da otkriju i isprave greške u velikoj meri zavisi od karakteristika smetnji i kanala za prenos informacija. Teorija informacija obično razmatra dva jednostavna

Proračun vjerovatnoće izobličenja kodne riječi u DSMK-u
Pretpostavimo da se kodna riječ sastoji od n binarnih simbola. Vjerovatnoća neizobličenja kodne riječi, kao što je lako dokazati, jednaka je: . Vjerovatnoća izobličenja jednog simbola (jednom

Opći principi korištenja redundancije
Radi jednostavnosti, razmotrimo blok kod. Uz njegovu pomoć, svakom k bita (slova) ulaznog niza se dodjeljuje n-bitna kodna riječ. Količina različitih vrsta

Haming vezan
Hamingova granica Q, određuje maksimalni mogući broj dozvoljenih kodnih riječi uniformnog koda za datu dužinu n kodne riječi i ispravljajuću sposobnost KSK koda

Redundancija kodova otpornih na buku
Jedna od karakteristika koda je njegova redundantnost. Povećanje redundancije je u principu nepoželjno, jer povećava volumen pohranjenih i prenošenih podataka, ali za borbu protiv izobličenja postoji višak

Linearni kodovi
Razmotrimo klasu algebarskih kodova koja se zove linearna. Definicija: Blok kodovi se nazivaju linearni, čiji se dodatni bitovi formiraju

Određivanje broja dodatnih cifara m
Da biste odredili broj dodatnih bitova, možete koristiti Hammingovu vezan formulu: . U ovom slučaju možete dobiti gusto upakovan kod, tj. kod sa minimumom za date parove

Konstrukcija generirajuće matrice
Linearni kodovi imaju sljedeće svojstvo: iz cijelog skupa od 2k dozvoljenih kodnih riječi, koje, inače, čine grupu, moguće je odabrati podskupove od k riječi koje imaju jedinstvene karakteristike.

Redosled kodiranja

Redoslijed dekodiranja

Binarni ciklički kodovi
Gornji postupak za konstruisanje linearnog koda ima niz nedostataka. Dvosmislen je (MDR se može specificirati na različite načine) i nezgodan je za implementaciju u obliku tehničkih uređaja. Ovi nedostaci

Neka svojstva cikličkih kodova
Sva svojstva cikličkih kodova određena su generirajućim polinomom. 1. Ciklični kod čiji generirajući polinom sadrži više od jednog pojma otkriva sve pojedinačne greške.

Izgradnja koda sa datom korektivnom sposobnošću
Postoji jednostavna procedura za konstruisanje koda sa datom korektivnom sposobnošću. Sastoji se od sljedećeg: 1. Za datu veličinu informacijske komponente kodne riječi dužine

Matrični opis cikličkih kodova
Ciklični kodovi se mogu, kao i svi linearni kodovi, opisati pomoću matrica. Podsjetimo da je KC(X) = gm(X)*I(H) . Prisjetimo se i primjera reda množenja

Odabir generirajućeg polinoma
Jasno je da polinomi kodne riječi KS(X) moraju biti djeljivi generirajućim polinomom g(X) bez ostatka. Ciklični kodovi pripadaju klasi linearnih kodova. To znači da za ove kodove postoji

Kapacitet komunikacijskog kanala
Ova tema je jedna od centralnih u teoriji informacija. Ispituje maksimalne mogućnosti komunikacionih kanala za prenos informacija, utvrđuje karakteristike kanala koji utiču na ove

Propusnost diskretnog komunikacionog kanala sa šumom
Sada ispitujemo propusnost diskretnog komunikacionog kanala sa šumom. Postoji veliki broj matematičkih modela takvih kanala. Najjednostavniji od njih je kanal sa nezavisnim

Tipične sekvence i njihova svojstva
Razmotrićemo nizove statistički nezavisnih slova. Prema zakonu velikih brojeva, najvjerovatniji nizovi će biti nizovi dužine n, u kojima je za broj N

Šenonova osnovna teorema za diskretni kanal sa šumom
Formulacija Za diskretni kanal u šumu postoji metoda kodiranja koja može osigurati prijenos svih informacija koje dolaze iz izvora bez grešaka.

Diskusija Shanononove temeljne teoreme za bučni kanal
Šenonova teorema za kanal sa šumom ne ukazuje na specifičnu metodu kodiranja koja obezbeđuje pouzdan prenos informacija brzinom bez obzira koliko je blizu kapaciteta kanala sa

Kapacitet kontinuiranog kanala u prisustvu aditivnog šuma
Razmotrimo sledeći model kanala: 1. Kanal je sposoban da prenosi oscilacije sa frekvencijama ispod Fm. 2. Postoji smetnja n(t) u kanalu, koji ima normalu

Korak 2. Unošenje tekstualnih datoteka u Excel tabelu, razbijanje svakog reda teksta na pojedinačne znakove
Kada unosite prethodno sačuvanu tekstualnu datoteku, morate navesti tip datoteke *.*. Ovo će vam omogućiti da vidite sve datoteke na listi tokom odabira. Navedite svoj fajl. Nakon toga, na ekranu će se prikazati prozor M

Korak 4. Pronađite prosječnu entropiju po 1 slovu poruke
Kao što je opisano u teorijskom uvodu, prosječna entropija se nalazi pomoću formula 1 i 2. U oba slučaja potrebno je pronaći vjerovatnoće pojave slova ili dvoslovnih kombinacija. Vjerovatnoće mogu biti

Korak 8. Napišite izvještaj o obavljenom poslu sa opisom svih proračuna i načina na koji su obavljeni. Komentirajte rezultate
Rezultate proračuna predstaviti u obliku tabele:<Язык 1> <Язык

Povezivanje mogućnosti korištenja nestandardnih funkcija
Programska kontrola aplikacija uključenih u Microsoft Office vrši se pomoću takozvanih makroa. Riječ Macros je grčkog porijekla. U prijevodu

Kreiranje prilagođene funkcije
Prije nego što kreirate prilagođene funkcije, morate otvoriti datoteku u radnoj knjizi koja sadrži informacije koje želite obraditi pomoću prilagođenih funkcija. Ako je ova radna sveska bila ranije

Snimanje glasa i priprema signala
Snimanje počinje i završava se pritiskom na dugme Snimi (slika 5), ​​označeno crvenim krugom. Tokom procesa snimanja, dugme za snimanje izgleda pritisnuto i svetlije (pozadinsko osvetljenje).

Uvoz tekstualnih podataka u Excel
Dvaput kliknite da biste otvorili tekstualnu datoteku sa podacima izvezenim iz programa Wavosaur (slika 23). Rice. 23. Okvirni prikaz podataka Vidi se da je izvezeno

Kvantizacija po nivou se svodi na zamjenu vrijednosti originalnog signala s nivoom koraka unutar kojeg ova vrijednost pada
Kvantizacija nivoa je neophodan uslov za pretvaranje kontinuiranog signala u digitalni oblik. Međutim, samo kvantizacija nivoa nije dovoljna za ovo - za konverziju u digitalno

Huffman kodovi
Ovaj algoritam je osnova za proceduru za konstruisanje optimalnog koda, koju je 1952. godine predložio dr. David Huffman sa Massachusetts Institute of Technology (SAD): 5) slova prvog

Proces se ponavlja sve dok u svakoj podgrupi ne ostane samo jedno slovo.
Zamislite abecedu od osam slova. Jasno je da su kod konvencionalnog (nestatističkog) kodiranja potrebna tri simbola za predstavljanje svakog slova. Najveći efekat

Parametri efikasnosti optimalnih kodova
Postoje 2 takva parametra: statistički koeficijent kompresije i koeficijent relativne efikasnosti. Oba parametra karakterišu stepen smanjenja prosečne dužine kodne reči. Istovremeno, prosječna dužina

Karakteristike efikasnih kodova
5. Slovu primarne abecede sa najmanjom vjerovatnoćom pojavljivanja dodjeljuje se šifra najveće dužine (lema 1), tj. takav kod je neujednačen (sa različitim dužinama kodnih riječi). U str

Završetak radova
Laboratorijski rad br. 4 izvodi se pod kontrolom posebno napisanog programa kontrole. Ovaj kontrolni program je napisan u Visual Basicu 6. Izvršna datoteka programa sadrži i

Konstrukcija generirajuće matrice
Linearni kodovi imaju sljedeću osobinu: iz cijelog skupa od 2k dozvoljenih kodnih riječi, može se odabrati podskupove od k riječi koje imaju svojstvo linearne nezavisnosti

Redosled kodiranja
Kodna riječ KS se dobija množenjem matrice informacijskog niza ||X|| na generirajuću matricu ||OM||: ||KC1*n|| = ||X

Redoslijed dekodiranja
Kao rezultat prijenosa kodne riječi kroz kanal, ona može biti oštećena interferencijom. Ovo će uzrokovati primljenu kodnu riječ ||PKS|| ne može se podudarati sa originalnim ||KS||.

Završetak radova
Laboratorijski rad br. 5, kao i rad br. 4, izvodi se pod kontrolom kontrolnog programa napisanog u algoritamskom jeziku Visual Basic 6. Izvršna datoteka programa nosi naziv Interference

Komunikacioni kanal je skup tehničkih sredstava za prenošenje poruka od jedne tačke u prostoru do druge. Sa stanovišta teorije informacija, fizička struktura kanala je nevažna. Izvor poruke (IS) ima izlaznu abecedu znakova A={A i },i=1.. n- prosječna količina informacija po izvornom simbolu:

Gdje str i, - vjerovatnoća pojavljivanja simbola a i, na izlazu izvora, izvorni simboli se smatraju nezavisnim. Komunikacijski kanal ima abecedu znakova B = ( b j },j=1.. m, prosječna količina informacija u jednom simbolu kanala

Gdje q j - vjerovatnoća pojavljivanja simbola b i , u kanalu.

Tehničke karakteristike komunikacionog kanala su:

tehničke performanse izvora  A - prosječan broj simbola koje izvor izdaje u jedinici vremena;

tehnička propusnost komunikacionog kanala  B - prosječan broj simbola koji se prenose preko kanala u jedinici vremena.

Informacijska karakteristika izvora je informacijska produktivnost. Po definiciji, produktivnost informacija je prosječna količina informacija proizvedenih od strane izvora u jedinici vremena.

U kanalu bez smetnji, karakteristike informacija su:

1) brzina prenosa informacija preko kanala

2) kapacitet kanala

Gdje ( P) - skup svih mogućih distribucija vjerovatnoće simbola alfabeta IN kanal. Uzimajući u obzir svojstva entropije

C K = B . log 2 m.

U kanalu sa šumom, općenito, ulazna i izlazna abeceda se ne poklapaju. Neka

B VH =X=(x 1,x 2,…,x n);

B OUT =Y=(y 1 ,y 2 ,…,y m ).

Ako se simbol šalje na ulaz kanala X To prepoznat u prijemniku kao y i I i K, tada je došlo do greške tokom prijenosa. Svojstva kanala su opisana matricom vjerovatnoća prijelaza (vjerovatnoća primanja simbola at i , pod uslovom da se pošalje X k):

|| P(yi|xk) ||, k=1..n, i=1..m.

fer omjer:

Prosječna količina informacija po simbolu ulaznog kanala:

str i =p(x i ) .

Prosječna količina informacija po simbolu izlaza kanala:

Informacije koje prenosi kanal izlaz o ulazu:

I(Y,X)=H(X)-H Y (X)=H(Y)-H X (Y).

Evo Pa(X) - uslovna entropija ulaznog simbola kanala kada se posmatra izlazni simbol (nepouzdanost kanala), N X (Y) - uslovna entropija izlaznog simbola kanala kada se posmatraju ulazni simboli (entropija šuma).

Brzina prijenosa informacija preko kanala sa smetnjama:

dI(B)/dt= B I(X,Y).

Kapacitet kanala sa smetnjama:

Gdje (R) - skup svih mogućih distribucija vjerovatnoće ulaznog alfabeta simbola kanala.

Pogledajmo primjer

N Odrediti kapacitet binarnog simetričnog kanala (kanal sa dvosimbolnim ulaznim i izlaznim alfabetima) i jednake vjerovatnoće greške (slika 1), ako su prethodne vjerovatnoće pojave ulaznih simbola: P(x 1 )=P 1 =P, P(x 2 )=P 2 =1-P.

Rješenje. Prema modelu kanala, uslovne vjerovatnoće

P(y 1 | x 2 ) = P(y 2 | x 1 ) = P i ,

P(y 1 | x 1 ) = P(y 2 | x 2 ) = 1-P i .

Kapacitet kanala - C K =  B . max(H(Y)-H(X|Y)). Nađimo entropiju šuma:

Prema teoremi množenja: P(y j x i)=P(x i)P(y j |x i), dakle,

P(x 1 y 1 )=P(1-P i), P(x 2 y 1 )=(1- P)P i ,P(x 1 y 2 )=PP i ,P(x 2 y 2 )=(1-P)(1-P i).

Zamjenom u formulu dobijamo:

dakle, H( Y| X ) ne zavisi od distribucije ulaznog alfabeta, dakle:

Odredimo entropiju izlaza:

Vjerovatnoće P(y 1 ) I P(y 2 ) dobijamo kako slijedi:

P(y 1 )=P(y 1 x 1 )+P(y 1 x 2 )=P(1-P i)+(1-P i)P i , P(y2)=P(y 2 x 1 )+P(y 2 x 2 )=PP i +(1-P)(1-P i).

Variranjem P osiguravamo maksimalnu vrijednost H(Y), jednak 1, dobija se sa jednako verovatnim ulaznim simbolima P(y 1 ) I P(y 2 ). dakle,

Zadatak. Pronađite kapacitet kanala pomoću troznakova ulaznih i izlaznih abeceda ( x 1 ,x 2 ,x 3 I y 1 ,y 2 ,y 3 shodno tome). Intenzitet pojavljivanja simbola na ulazu kanala k = V. 10 znakova/s.

Vjerojatnosti pojavljivanja simbola:

,
, .

Vjerojatnosti prijenosa simbola putem komunikacijskog kanala:

,
,,

,
,,

,
,.

4. KODIRANJE INFORMACIJA

4.1. Opće informacije Kod se zove:

Pravilo koje opisuje mapiranje jednog skupa znakova u drugi skup znakova ili u skup riječi bez znakova;

Mnogo je slika koje proizlaze iz takvog prikaza.

U tehničkim kodovima, slova, brojevi i drugi znakovi su gotovo uvijek kodirani u binarnim sekvencama koje se nazivaju binarne kodne riječi. Mnogi kodovi imaju riječi iste dužine (jedinstveni kodovi).

Izbor kodova za kodiranje određenih vrsta poruka određen je mnogim faktorima:

Pogodnost primanja originalnih poruka od izvora;

Brzina prijenosa poruka kroz komunikacijski kanal;

Količina memorije potrebna za pohranjivanje poruka po danu;

Jednostavnost obrade podataka;

Pogodno dekodiranje poruka od strane primaoca.

Kodirane poruke se prenose komunikacijskim kanalima, pohranjuju u memoriju i obrađuju ih procesor. Količina kodiranih podataka je velika, I Stoga je u mnogim slučajevima važno osigurati kodiranje podataka: ", koje karakterizira minimalna dužina rezultirajućih poruka. Ovo je problem kompresije podataka. Postoje dva pristupa kompresiji podataka:

Kompresija zasnovana na analizi statističkih svojstava kodiranih poruka.

Kompresija zasnovana na statističkim svojstvima podataka naziva se i teorija ekonomičnog ili efikasnog kodiranja. Štedljivo kodiranje se zasniva na upotrebi kodova sa promjenjivom dužinom kodne riječi, na primjer, Shannon-Fano kod, Huffman kod /31. Ideja korištenja kodova promjenjive dužine za kompresiju podataka je da se poruke s većom vjerovatnoćom pojavljivanja dodijele kombinacijama kodova kraće dužine i, obrnuto, poruke s malom vjerovatnoćom pojavljivanja su kodirane riječima duže dužine. Prosječna dužina kodne riječi određena je:

gdje je /, dužina kodne riječi za kodiranje i-te poruke; str t - vjerovatnoća pojavljivanja i -te poruke.

4.2. Zadaci

4.2.1. Iz Tabele 4 odaberite dan naknadnog kodiranja originalne abecede koja sadrži 10 znakova, počevši od N-ro(N- redni broj studenta u grupnom dnevniku). Normalizirajte vjerovatnoće simbola.

4.2.2. Normalizirajte onu odabranu u paragrafu 4.2.1. originalna abeceda je uniformni binarni kod, Shannon-Fano kod, Huffman kod. Za svaku opciju kodiranja izračunajte minimalnu, maksimalnu, prosječnu vrijednost dužine kodne riječi. Analizirajte rezultate.

4.2.3. Izvršiti zadatak 4.2.2. za ternarni kod.

Tabela 4

4.3. Upute za izradu pojedinačnih zadataka Za zadatak 4.2.1. Vjerovatnoće se normaliziraju pomoću formule:

/SZO / *Rk " JC=AT

Gdje pi- vjerovatnoće pojave simbola su date u tabeli 4.

Za zadatak 4.2.2. Pravila za izradu binarnih kodova su navedena u /4.6/.

Za zadatak 4.2.3. Kada se konstruiše ternarni kod, reči napisane u ternarnom brojevnom sistemu se uzimaju kao kodne reči. Optimalni ternarni kod se konstruiše korišćenjem Huffman procedure (podoptimalni kod se konstruiše korišćenjem Shannon-Fano procedure). U ovom slučaju, abeceda je podijeljena u tri grupe, prvoj grupi je dodijeljeno "O", drugoj - "1", trećoj - "2".

Prijenos informacija putem kanala sa odlučnom povratnom spregom

diplomski rad

1.2.1 Metode prenošenja informacija putem komunikacionih kanala

Prijenos informacija s ponavljanjem (akumulacija). Ova metoda prijenosa koristi se za povećanje pouzdanosti u nedostatku obrnutog kanala, iako nema temeljnih ograničenja za njegovu upotrebu u prisustvu povratnih informacija. Ova metoda se ponekad klasifikuje kao primanje naslaganih poruka. Suština metode je da se ista poruka prenese nekoliko puta, pamti primljene poruke, uporedi ih element po element i sastavi poruku, uključujući elemente odabrane „većinom“. Pretpostavimo da je ista kodna kombinacija 1010101 prenijeta tri puta. U sva tri prijenosa bila je podložna smetnjama i bila je izobličena:

Prijemnik upoređuje tri primljena simbola bit po bit i postavlja one simbole (ispod linije) čiji broj prevladava u datom bitu.

Postoji još jedan način prenošenja informacija sa akumulacijom, u kojem se ne vrši poređenje karakter po znak, već poređenje cijele kombinacije u cjelini. Ova metoda je lakša za implementaciju, ali daje lošije rezultate.

Dakle, visoka otpornost na buku metode prenosa informacija sa ponavljanjem (akumulacijom) zasniva se na činjenici da signal i smetnje u kanalu ne zavise jedni od drugih i da se menjaju po različitim zakonima (signal je periodičan, a smetnje su nasumične), stoga će kombinacija koja se ponavlja u svakom prijenosu obično biti izobličena na različite načine. Kao rezultat toga, pri prijemu se akumulacija, odnosno sumiranje signala povećava proporcionalno broju ponavljanja, dok količina smetnji raste po drugom zakonu. Ako pretpostavimo da su šum i signal nezavisni, tada se prosječni kvadrati sabiraju i prosječni kvadrat sume raste proporcionalno prvom stepenu. Stoga, s n ponavljanja, omjer signal-šum se povećava n puta, a to se dešava bez povećanja snage signala. Međutim, to se postiže po cijenu povećanja složenosti opreme i povećanja vremena prijenosa ili frekvencijskog pojasa ako se signal prenosi na više frekvencija istovremeno u vremenu. Pored toga, sa zavisnim greškama i naletima grešaka, smanjuje se otpornost sistema na buku.

Prijenos informacija sa povratnim informacijama. Otpornost na buku prijenosa otvorene petlje (NOF) osigurava se sljedećim metodama: kodiranje otporno na buku, prijenos s ponavljanjem, simultani prijenos preko više paralelnih kanala. BIOS obično koristi kodove za ispravljanje grešaka, što je povezano sa velikom redundantnošću i povećanom složenošću opreme. Prijenos povratne sprege (PLT) u velikoj mjeri eliminira ove nedostatke, jer omogućava korištenje kodova manje otpornih na buku, koji, po pravilu, imaju manje redundancije. Posebno se mogu koristiti kodovi za otkrivanje grešaka. Prednost obrnutog kanala je i mogućnost praćenja performansi objekta koji prima informacije.

Sa PIC-om se uvodi koncept direktnog kanala, tj. kanal od predajnika do prijemnika, na primjer, komandni signal se prenosi od kontrolne tačke (CP) do kontrolisane tačke (CP). Reverzni kanal u ovom slučaju će biti prijenos poruke od CP do kontrolne jedinice o prihvatanju komandnog signala, a obrnuti kanal može prenijeti i poruku samo da je signal primljen na ulazu CP (u u ovom slučaju se kontroliše samo prolazak signala kroz komunikacioni kanal) i informacija o potpunom izvršenju komande. Moguća je i povratna informacija, koja daje informacije o postupnom prolasku komandnog signala duž puta prijema.

Razmotrimo određene vrste povratnih informacija.

Prijenos s povratnom informacijom (IFE). Ako se poruka prenosi u obliku koda koji nije otporan na smetnje, tada se u uređaju za kodiranje ovaj kod može pretvoriti u kod otporan na buku. Međutim, pošto to obično nije potrebno, enkoder je registar za pretvaranje jednostavnog paralelnog koda u serijski kod. Istovremeno sa prijenosom putem direktnog kanala, poruka se pohranjuje u memorijski uređaj na predajniku (slika 1.1a). Na kontrolisanoj tački primljena poruka se dekodira i takođe pohranjuje u uređaj za skladištenje. Međutim, poruka se ne prenosi odmah primaocu: prvo stiže kroz povratni kanal do kontrolne tačke. U šemi poređenja PU, primljena poruka se upoređuje sa poslanom. Ako se poruke poklapaju, tada se generiše signal "Potvrda" i prenose se sljedeće poruke (ponekad, prije slanja sljedeće poruke CP-u, prvo se šalje signal "Potvrda" da je prethodna poruka ispravno primljena i informacije se mogu prenijeti od diska do primaoca). Ako se poruke ne podudaraju, što ukazuje na grešku, generira se signal „Izbriši“. Ovaj signal zaključava ključ za zaustavljanje prijenosa sljedeće poruke i šalje se CP-u da uništi poruku snimljenu u drajvu. Nakon toga, poruka snimljena u memorijski uređaj se ponovo prenosi sa kontrolne table.

Fig.1.1a. Način prenošenja informacija sa IOS-a.

U sistemima sa IOS-om vodeću ulogu ima predajni dio, jer on utvrđuje prisustvo greške; prijemnik samo obavještava odašiljača o tome koju je poruku primio. Postoje različite opcije za prijenos sa IOS-a. Dakle, postoje sistemi sa IOS-om u kojima se prijenos signala odvija kontinuirano i zaustavlja se samo kada se otkrije greška: predajnik šalje signal „Erase“ i ponavlja prijenos. Sistemi sa IOS-om, u kojima se sve informacije koje se prenose na CP prenose obrnutim kanalom, nazivaju se sistemi sa relejnom povratnom spregom. U nekim sistemima sa IOS-om se ne prenose sve informacije, već samo neke karakteristične informacije o njima (priznanice). Na primjer, informacioni simboli se prenose preko prednjeg kanala, a kontrolni simboli se prenose preko reverznog kanala, koji će se na predajniku upoređivati ​​sa unapred snimljenim kontrolnim simbolima. Postoji opcija u kojoj, nakon provjere poruke primljene preko obrnutog kanala i otkrivanja greške, odašiljač može ili ponoviti (dupliciranje poruke) ili poslati dodatne informacije potrebne za ispravku (korigirajuća informacija). Broj ponavljanja može biti ograničen ili neograničen.

Povratni kanal se koristi za određivanje da li je ponovni prijenos informacija neophodan. U sistemima sa IOS-om povećanje pouzdanosti prenosa se postiže ponavljanjem informacija samo u prisustvu greške, dok se u sistemima bez povratne sprege (pri prenosu sa akumulacijom) ponavljanje vrši bez obzira na izobličenje poruke. Stoga je u sistemima sa IOS-om redundantnost informacija znatno manja nego u sistemima sa PBOS-om: minimalna je u odsustvu izobličenja i povećava se u slučaju grešaka. U sistemima sa IOS-om, kvalitet povratnog kanala ne smije biti lošiji od kvaliteta kanala naprijed kako bi se izbjegla izobličenja koja mogu povećati broj ponavljanja.

Prijenos sa odlučnom povratnom spregom (DCF). Poruka koja se prenosi sa predajnika direktnim kanalom prima se na prijemnik (slika 1.1b), gdje se pohranjuje i provjerava u uređaju za dekodiranje (dekoder). Ukoliko nema grešaka, poruka se sa uređaja za skladištenje šalje primaocu informacije, a preko povratnog kanala se šalje signal predajniku za nastavak daljeg prenosa (signal nastavka). Ako se otkrije greška, dekoder izdaje signal koji briše informacije u drajvu. Primalac ne prima poruku, ali se preko povratnog kanala šalje signal predajniku da ponovo pošalje ili ponovi prenos (ponavljanje ili ponovno slanje signala). Na odašiljaču signal ponavljanja (koji se ponekad naziva i signal odluke) odabire prijemnik signala odluke, a uređaj za prebacivanje odspaja ulaz enkodera od izvora informacija i povezuje ga s uređajem za pohranu, što omogućava da se prenesena poruka ponovi . Poruka se može ponoviti nekoliko puta prije nego što bude ispravno primljena.

Slika 1.1b. Način prenošenja informacija iz ROS-a.

Prilikom odašiljanja sa POC-om, prijemnik detektuje grešku. Da bi se to postiglo, poslana poruka mora biti kodirana kodom otpornim na buku, koji omogućava prijemniku da odabere dozvoljenu kombinaciju (poruku) od neovlaštenih. To znači da se prijenos iz POC-a vrši redundantno. Pouzdanost prenosa u POC sistemima je određena izborom koda i zaštitom odlučujućih signala ponavljanja i nastavka. Ovo posljednje ne predstavlja posebne poteškoće, jer ovi signali nose jednu binarnu jedinicu informacija i mogu se prenijeti u kodu koji je prilično otporan na buku.

Sistemi sa POC, odnosno sistemi sa opskrbom, dijele se na sisteme sa čekanjem na odlučujući signal i sisteme sa kontinuiranim prijenosom informacija.

U sistemima sa čekanjem, do prijenosa nove kombinacije koda ili ponavljanja odaslane dolazi tek nakon što signal zahtjeva stigne na predajnik.

U sistemima kontinuiranog prijenosa, informacije se kontinuirano prenose bez čekanja na signal zahtjeva. Brzina prenosa je veća nego u sistemima sa čekanjem. Međutim, nakon što se otkrije greška, signal za ponovno slanje se šalje preko obrnutog kanala, a za vrijeme kada stigne na predajnik, neka nova poruka će već biti poslana od potonjeg. Stoga sistemi sa kontinuiranim prijenosom moraju biti komplikovani odgovarajućim blokiranjem prijemnika kako ne bi prihvatio informacije nakon otkrivanja greške.

Da bi se uporedila efikasnost sistema otvorene petlje koji koristi Hamingov kod sa jednom korekcijom greške i sistema sa POC koji koristi jednostavan kod, uvodi se koncept koeficijenta efikasnosti. Ovaj faktor uzima u obzir smanjenje vjerovatnoće pogrešnog prijema i cijenu njegovog postizanja, dobit u zaštiti od greške (u slučaju korištenja navedenih kodova), relativno smanjenje brzine prijenosa i redundantnost kola povezana s korištenjem različitih kodova. Konačno poređenje je pokazalo da, za razliku od sistema bez povratne sprege, koji koristi složeni kod, sistem sa POC daje dobit od 5,1 puta. Visoka efikasnost DOC sistema osigurala je njihovu široku upotrebu.

Komparativna analiza pouzdanosti prenosa sistema sa IOS i ROS pokazala je da:

1) sistemi sa IOS i POS obezbeđuju istu pouzdanost prenosa uz istu ukupnu potrošnju energije signala u prednjem i obrnutom kanalu, pod uslovom da su ti kanali simetrični i imaju isti nivo smetnji;

2) sistemi sa IOS obezbeđuju veću pouzdanost prenosa od sistema sa POC sa relativno slabim smetnjama u obrnutom kanalu, za razliku od prednjeg. U odsustvu smetnji u obrnutom kanalu, sistemi sa IOS obezbeđuju prenos poruka bez grešaka preko glavnog kanala;

3) u slučaju jakih smetnji u povratnom kanalu, sistemi sa DFB obezbeđuju veću pouzdanost;

4) u slučaju rafala grešaka u prednjem i obrnutom kanalu, sistemi sa IOS obezbeđuju veću pouzdanost.

1.1 Akustične informacije Zaštićene govorne (akustične) informacije uključuju informacije koje su vlasničke i podložne zaštiti u skladu sa zahtjevima pravnih dokumenata ili zahtjevima...

Zaštita akustičnih (govornih) informacija od curenja kroz tehničke kanale

Zaštita akustičnih (govornih) informacija od curenja kroz tehničke kanale

Generatori prostorne buke Generator buke GROM-ZI-4 je dizajniran da zaštiti prostorije od curenja informacija i spreči uklanjanje informacija sa personalnih računara i računarskih lokalnih mreža...

Metode sigurnosti informacija

Metode zaštite informacija u telekomunikacionim mrežama

Prijetnja se obično identifikuje ili sa prirodom (vrstom, metodom) destabilizirajućeg efekta na informaciju, ili sa posljedicama (rezultatima) takvog uticaja. Međutim, ovakvi termini mogu imati mnogo tumačenja...

Metode prikupljanja i obrade digitalnih signala

Prijenos podataka je fizički prijenos podataka (digitalni bit stream) u obliku signala od tačke do tačke ili od tačke do nekoliko tačaka putem telekomunikacija preko kanala za prenos podataka, obično...

Modeliranje zaštićenog objekta

3.1 Curenje informacija kroz građevinske konstrukcije i inženjerske sisteme Da bi se osigurala zaštita prostorija od ove prijetnje, može se koristiti kao metoda pasivne zaštite (materijali koji apsorbiraju zvuk)...

Određivanje sastava sistema za prenos informacija

Signal na izlazu PTI opreme je, po pravilu, impulsni kodni signal, čiji je frekvencijski spektar općenito beskonačan...

Organizacija radova na izgradnji optičke komunikacione linije (FOCL)

Mogućnost prenošenja informacija putem optičkih linija pojavila se zahvaljujući prenošenju kvantne teorije svjetlosti na njeno širenje u prozirnim homogenim medijima...

3.1 Analiza mogućnosti prenošenja povjerljivih informacija putem kvantnih komunikacionih kanala Prilikom prelaska sa signala gdje su informacije kodirane u impulsima koji sadrže hiljade fotona, na signale gdje je prosječan broj fotona...

Prijenos informacija putem kvantnih komunikacijskih kanala

Primjer protokola za ispravljanje grešaka je metoda ispravljanja grešaka u kojoj se blok podataka koji se mora dogovoriti između korisnika tretira kao informacijski blok nekog koda...

Dizajn i softverska implementacija kompleksnog sistema skretnica

Komunikacijski kanal je put komunikacije koji počinje od izvora informacija, prolazi kroz sve faze kodiranja i modulacije, odašiljača, fizičkog kanala...

Projektovanje kičmenog optičkog prenosnog sistema sa povećanim kapacitetom

Razvoj telekomunikacija ide ubrzanim tempom. Moderne tehnologije digitalnog prenosa podataka postale su široko razvijene, koje uključuju ATM, Frame Relay, IP, ISDN, PCM, PDH, SDH i WDM. Štaviše, tehnologije kao što su ATM, ISDN, PCM, PDH...

Proračun operativne pouzdanosti atmosferske optičke komunikacione linije

Ovo poglavlje govori o tehnologiji laserske komunikacijske mreže, kao io njenim prednostima, kao što je isplativost; niski operativni troškovi; visoka propusnost i kvalitet digitalnih komunikacija...

Kanal za prijenos informacija je skup tehničkih sredstava koji osiguravaju prijenos električnih signala s jedne tačke na drugu. Ulazi kanala su povezani na predajnik, a izlazi na prijemnik. U modernim digitalnim komunikacionim sistemima, glavne funkcije predajnika i prijemnika obavlja modem. Jedna od glavnih karakteristika kanala je brzina prenosa informacija. Maksimalna moguća brzina prenosa informacija (podataka) preko komunikacionog kanala pod fiksnim ograničenjima naziva se kapacitet kanala, označava se sa C i ima dimenziju bit/s. U opštem slučaju, kapacitet kanala se može odrediti formulom: (8.22) gde je I količina informacija koje se prenose tokom vremena T. Kao mjeru količine informacija uzimamo R. Hartleyjevu mjeru, definiranu kao logaritam mogućih stanja objekta b. (8.23) Da bismo pronašli I, koristit ćemo Kotelnikovu teoremu, koja dokazuje da signal koji u svom spektru ne sadrži frekvencije iznad P može biti predstavljen sa 2P nezavisnih vrijednosti u sekundi, čija ukupnost u potpunosti određuje ovaj signal. Ovaj postupak, nazvan analogno-digitalna konverzija, razmatran je u Pogl. 6. Sastoji se od dvije faze - vremenskog uzorkovanja, tj. predstavljanja signala u obliku n uzoraka uzetih u vremenskom intervalu 1 = 1/(2P), i kvantizacije nivoa, tj. predstavljanja amplitude signala jednim od t mogućih vrijednosti. Odredimo broj različitih poruka koje mogu biti sastavljene od n elemenata koji uzimaju bilo koje od m različitih fiksnih stanja. Iz ansambla od n elemenata, od kojih svaki može biti u jednom od m fiksnih stanja, moguće je sastaviti m različitih kombinacija, tj. 1= m". Tada: (8.24) Za vrijeme T broj uzoraka n= G/ 1=2RG. Da šum ne bi postojao, broj m diskretnih nivoa signala bi bio beskonačan. U prisustvu šuma, potonji određuje stepen razlučivosti pojedinačnih nivoa amplitude signala. Pošto je snaga prosječna amplitudska karakteristika, broj razlučivih nivoa signala po snazi ​​je jednak (P e + P w )/Rš), a prema amplitudi: Zatim kapacitet kanala: (8.25) Dakle, kapacitet kanala je ograničen sa dvije veličine: širinom kanala i šumom. Relacija (8.25) je poznata kao Hartley-Shannon formula i smatra se fundamentalnom u teoriji informacija. Frekvencijski opseg i snaga signala uključeni su u formulu na način da je za C = const, kada je opseg sužen, potrebno povećati snagu signala i obrnuto. Glavne karakteristike komunikacionih kanala uključuju: ■ amplitudno-frekvencijski odziv (AFC); ■ propusni opseg; ■ slabljenje; * propusnost; ■ pouzdanost prenosa podataka; ■ otpornost na buku. Za određivanje karakteristika komunikacijskog kanala koristi se analiza njegovog odgovora na određeni referentni utjecaj. Najčešće se kao standard koriste sinusoidni signali različitih frekvencija. Frekvencijski odziv pokazuje kako se amplituda sinusoida na izlazu komunikacione linije mijenja u odnosu na amplitudu na njenom ulazu za sve frekvencije emitiranog signala. Širina pojasa je opseg frekvencija za koji odnos amplitude izlaznog signala i ulaznog signala prelazi neku određenu granicu (za snagu od 0,5). Ovaj frekventni opseg definira raspon frekvencija sinusoidnog signala na kojem se ovaj signal prenosi preko komunikacione linije bez značajnog izobličenja. Širina pojasa utiče na maksimalnu moguću brzinu prenosa informacija preko komunikacione linije. Slabljenje se definiše kao relativno smanjenje amplitude ili snage signala kada se signal određene frekvencije prenosi preko komunikacione linije. Slabljenje I se obično mjeri u decibelima (dB) i izračunava se po formuli: gdje je P out snaga signala na linijskom izlazu; P ulaz - snaga signala na linijskom ulazu. Propusnost linije karakteriše maksimalnu moguću brzinu prenosa podataka preko komunikacione linije i meri se u bitovima u sekundi (bit/s), kao i u izvedenim jedinicama Kbit/s, Mbit/s, Gbit/s. Na kapacitet linije utiče fizičko i logičko kodiranje. Metoda predstavljanja diskretnih informacija u obliku signala koji se prenose na komunikacijsku liniju naziva se kodiranje fizičke linije. Spektar signala i, shodno tome, kapacitet linije zavise od odabrane metode kodiranja. Stoga, za jednu ili drugu metodu kodiranja, linija može imati drugačiji kapacitet. Ako se signal promijeni na takav način da se mogu razlikovati samo dva njegova stanja, tada će svaka promjena u njemu odgovarati najmanjoj jedinici informacije - bitu. Ako se signal promijeni tako da se može razlikovati više od dva stanja, onda svaka promjena u njemu nosi nekoliko bitova informacija. Broj promjena u informacijskom parametru oscilacije nosioca (periodični signal) u sekundi mjeri se u baudu. Kapacitet linije u bitovima u sekundi općenito nije isti kao brzina prijenosa. Može biti veći ili manji od baud broja, a ovaj omjer ovisi o metodi kodiranja. Ako signal ima više od dva različita stanja, tada će propusnost u bitovima/sec biti veća od brzine prijenosa. Na primjer, ako su informacijski parametri faza i amplituda sinusoida, a postoje 4 fazna stanja (O, 90, 180 i 270) i ​​dvije vrijednosti amplitude, tada informacijski signal ima osam prepoznatljivih stanja. U ovom slučaju, modem koji radi na 2400 baud (sa frekvencijom takta od 2400 Hz) prenosi informacije brzinom od 7200 bps, budući da se tri bita informacije prenose po promjeni signala. Kada se koristi signal s dva različita stanja, može se dogoditi suprotno. Ovo se dešava kada, da bi prijemnik pouzdano prepoznao informaciju, svaki bit u nizu se kodira korišćenjem nekoliko promena parametra informacija nosioca signala. Na primjer, kada se kodira vrijednost jednog bita s impulsom pozitivnog polariteta, i nulte vrijednosti bita s impulsom negativnog polariteta, signal mijenja svoje stanje dva puta tokom prijenosa svakog bita. Sa ovom metodom kodiranja, kapacitet linije je dva puta manji od broja baudova koji se prenose duž linije. Na širinu pojasa utiče logičko kodiranje, koje se izvodi prije fizičkog kodiranja i uključuje zamjenu bitova originalne informacije novim nizom bitova koji nosi iste informacije, ali ima dodatna svojstva (kodovi za otkrivanje, šifriranje). U ovom slučaju, oštećeni niz bitova se zamjenjuje dužim nizom, tako da se smanjuje kapacitet kanala. U opštem slučaju, odnos između propusnog opsega linije i njenog maksimalnog mogućeg protoka je određen relacijom (8.25). Iz ovog odnosa proizilazi da iako ne postoji teoretsko ograničenje za povećanje kapaciteta linije (sa fiksnim propusnim opsegom), u praksi takvo ograničenje postoji. Kapacitet linije možete povećati povećanjem snage predajnika ili smanjenjem snage smetnji. Međutim, povećanje snage predajnika dovodi do povećanja njegove veličine i cijene, a smanjenje buke zahtijeva korištenje posebnih kabela s dobrim zaštitnim ekranima i smanjenjem buke u komunikacijskoj opremi. Kapacitet kanala predstavlja maksimalnu vrijednost brzine. Da bi se postigla ova brzina prijenosa, informacije moraju biti kodirane na najefikasniji mogući način. Tvrdnja da je takvo kodiranje moguće najvažniji je rezultat teorije informacija koju je stvorio Shannon. Shannon je dokazao osnovnu mogućnost takvog efikasnog kodiranja, ali ne definirajući konkretne načine za njegovo implementiranje. (Imajte na umu da u praksi inženjeri često govore o kapacitetu kanala, što znači stvarnu, a ne potencijalnu brzinu prenosa.) Efikasnost komunikacionih sistema karakteriše parametar jednak brzini prenosa informacija R po jedinici propusnog opsega G, tj. R/P. Da bi se ilustrovale postojeće mogućnosti za kreiranje efikasnih komunikacionih sistema na Sl. 8.12 prikazuje grafikone zavisnosti efikasnosti prenosa informacija za različite vrste M-arnih diskretnih amplituda, frekvencija i fazna modulacija (pored binarne modulacije, modulacija sa 4, 8, 16 pa čak i 32 pozicije modulisanog parametra korišteno) na omjeru energije jednog bita prema spektralnom šumu gustine snage (Eo/Mo). Za poređenje, prikazana je i Šenonova granica. Poređenje krivulja posebno pokazuje da je prijenos s diskretnom faznom modulacijom najefikasniji, međutim, sa konstantnim omjerom signal-šum, najpopularniji tip 4PSK modulacije je tri puta lošiji od onoga što je potencijalno moguće. Pouzdanost prijenosa podataka karakterizira vjerovatnoću izobličenja za svaki preneseni bit podataka. Pokazatelj pouzdanosti je vjerovatnoća pogrešnog prijema simbola informacije - R. 1 OSH Rice. 8.12. Efikasnost digitalnih komunikacionih sistema: 1 - Šenonova granica; 2 - M-ary PSK; 3 - M-ary AMn; 4 - M-ary FSK Vrijednost P osh za komunikacione kanale bez dodatnih sredstava zaštite od grešaka je u pravilu 10 4 ... 10 6. U optičkim komunikacijskim linijama, Posh je 10" 9. To znači da kada je Posh = 10 4, u prosjeku, od 10.000 bita, vrijednost jednog bita je izobličena. Izobličenje bita se javlja i zbog prisutnosti smetnji na liniji. i zbog izobličenja oblika signala, ograničenog propusnim opsegom linije.Stoga, da bi se povećala pouzdanost prenošenih podataka, potrebno je povećati stepen otpornosti vodova na buku, kao i koristiti više širokopojasnih komunikacionih linija. Neizostavna komponenta svakog kanala je komunikaciona linija - fizički medij koji obezbjeđuje protok signala od predajnog uređaja do prijemnog uređaja. U zavisnosti od medijuma za prenos podataka, komunikacione linije mogu biti: ■ žične (antenske); ■ kablovske ( bakar i optička vlakna); ■ radio kanali zemaljske i satelitske komunikacije (bežični komunikacioni kanali). Žičani komunikacioni vodovi su žice položene između nosača bez ikakvih ili zaštitnih ili izolacionih opletenica. Otpornost na buku i brzine prenosa podataka na ovim linijama su niske. Telefonski i telegrafski signali obično se prenose kroz takve komunikacijske linije. 8.3.1.