Satelitski Internet izaziva interesovanje korisnika, prije svega, svojom širokom dostupnošću. Na kraju krajeva, pristup internetu sa satelita pomaže tamo gdje su druge opcije za povezivanje na Internet nedjelotvorne ili uopće nisu dostupne.
U doba sveprisutnog Interneta, stanovnika velikih gradova, njegovo odsustvo čini se nesporazumom, ali kakve mogućnosti imaju stanovnici privatnih kuća i mjesta udaljenih od velikih naselja? Većina provajdera ima koristi od pokrivenosti stambenim mrežama samo u stambenim zgradama. Stanovnicima "privatnog sektora" je mnogo teže organizovati internet kanal, a da ne spominjemo udaljena područja, gdje provajderi vjerovatno neće doći u bliskoj budućnosti. Naravno, moguć je pristup Mreži preko mobilnog operatera, ali uz trenutni obim saobraćaja to je veoma skupo.
Dostojna alternativa malom i skupom mobilnom internetu - Satelitski Internet... U skorije vrijeme, samo nekolicina ga je koristila, ali sada je ovaj način pristupa Internetu postao mnogo dostupniji.
Pokrivenost satelitskim internetom
Satelitski Internet- radi se o komunikaciji preko radio kanala uz sudjelovanje umjetnih Zemljinih satelita, koji nisu nezavisni izvori ili konačni prijemnici signala, jer su samo repetitori koji vam omogućavaju da zaobiđete ograničenje udaljenosti zemaljskih radio komunikacija uzrokovano neujednačen reljef naše planete. Dakle, satelitski internet je samo metoda za isporuku signala od zemaljskog provajdera zemaljskom klijentu.
Posebnost satelitskog interneta je da je repetitor u orbiti, automatski povećavajući područje pokrivenosti signalom na nekoliko područja i regija. Uzimajući u obzir i njihovu cijenu, moguće je potkrijepiti razlog zašto ova vrsta komunikacije nikome nije dostupna. Još jedan karakteristika satelitskog interneta je ograničiti količinu informacija koje se prenose. Uostalom, ako bi svakom pretplatniku morala biti dodijeljena dva odvojena kanala (za prijem i prijenos podataka), onda takva oprema jednostavno ne bi stala na satelit, a broj mogućih pretplatnika bio bi izuzetno mali. Da bi nekako optimizirali troškove, provajderi koriste posebnosti internetskog prometa.
Asimetrično - satelitski internet za 50%
Ako govorimo o statistici, onda u prosjeku dolazni promet premašuje odlazni, a pri dizajniranju mreža odbija ih ovaj faktor, osiguravajući različite brzine dolaznih i odlaznih kanala. Uzmimo, na primjer, ADSL kanal (usput, ova skraćenica znači "asimetrična digitalna linija"), u kojem je dolazni promet nekoliko puta brži od odlaznog. Istovremeno, korisnici se osjećaju prilično ugodno, a provajder štedi na frekvencijskom resursu. Slična tehnologija se koristi u organizaciji satelitskih komunikacija, samo što ovdje operateri koriste priliku ne samo da smanje brzinu povratnog kanala, već da ga potpuno uklone sa satelita, odnosno prenesu ovu funkciju u ruke zemaljskih provajderi. Takva šema se zove asimetrični kanal... U pravilu se kao povratni kanal koristi telefonska linija (fiksna ili mobilna), ali u toj ulozi može nastupiti i provajder koji radi preko lokalne mreže ili bežičnog pristupa.
Postoji stereotip da je satelitski internet fokusiran na regione sa slabo razvijenom infrastrukturom, što se ne može shvatiti kao potpuno odsustvo telekomunikacija kao takvih. Umjesto toga, to znači nedostatak pristojnih zemaljskih provajdera sa prihvatljivim tarifama. Takođe, ova opcija vam omogućava značajno povećanje brzine pristupa, ako je, na primjer, pristup mreži moguć samo preko telefonskog modema ili sporog GPRS kanala mobilnog interneta.
Međutim, postoji i dvosmjerni satelitski internet, ali taj fenomen je daleko od rasprostranjenosti. Ova opcija je prvenstveno namijenjena onima koji cijene pristup internetu u nedostatku bilo kakve alternative s bilo kojeg mjesta na svijetu. Ovo rješenje zapravo ne ovisi o postojećim mrežama, iako je i dalje potrebna struja za rad. Ali zbog visoke cijene takvog kanala, koristi se uglavnom u hitne svrhe, stoga najčešće pod satelitski internet to je asimetrični kanal koji se podrazumijeva da kombinuje sljedeće:
- satelitski prijemnik za prijem
- usluge zemaljskog provajdera (na primjer, mobilnog operatera) za slanje zahtjeva i podataka.
Opcije organizacije zadnjeg kanala
Postoji mnogo načina da organizujete zadnji kanal. Naravno, izbor tehnologije prvenstveno treba da bude određen mogućnostima dostupnim na određenoj geografskoj lokaciji. To može biti ne samo fiksna ili mobilna telefonska linija, već i neke od mogućnosti pristupa radiju. Lokalni provajder sa "kućnom mrežom" nije isključen (iz nekog razloga vam ne odgovara kao jedina veza na World Wide Web).
Za ispravnu distribuciju podataka (gdje poslati zahtjev i gdje pročitati informacije) odgovoran je softver koji isporučuje operater satelitskog interneta. Bez toga je nemoguć kompetentan rad asimetričnog kanala.
Asimetrične karakteristike kanala
Nažalost, čak i sa asimetrična organizacija pristupa Internetu broj frekvencija za prenos podataka sa satelita je ograničen. To znači da je nemoguće svakom pretplatniku osigurati poseban kanal ne samo za prijem/prenos, već i jednostavno za primanje informacija. Štaviše, bilo koja druga podjela kanala, na primjer u vremenu, takođe nije efikasna. Dakle, standard satelitskog interneta podrazumijeva emitovanje podataka za sve korisnike, što znači da informacije koje prima primalac ne sadrže samo stranice koje ste tražili, već i poštu vašeg susjeda, dijelove preuzetog filma vašeg rođaka u drugom gradu, pa čak i poruke od bilo kojeg glasnika stranca...
Satelitski prijemnik dešifruje signal koji dolazi sa satelita u tražene internet podatkeOdabirom potrebnih podataka iz ove mase prijemnik upravlja preko MAC adrese satelitskog terminala. Naravno, provajderi satelitskog interneta pribjegavaju raznim trikovima kako bi spriječili korisnike da čitaju informacije koje im nisu namijenjene - na primjer, kanali se šifriraju različitim algoritmima. Ali sama činjenica da se može pristupiti povjerljivim podacima privlači mnoge prevarante i samo radoznale. Zabava koja se sastoji u čitanju tuđih podataka naziva se "satelitski ribolov".
Oprema za satelitski internet
Najpopularniji standardi za organizaciju satelitskog interneta danas su standardi DVB-S i DVB-S2 (drugi je poboljšana verzija prvog). Da biste se povezali na mrežu putem satelita prema uobičajenoj asimetričnoj shemi, trebat će vam:
- satelitsku antenu preporučenog prečnika
- pretvarač signala
- prijemnik (satelitski internet terminal)
- potrebni kablovi
- ugovor sa satelitskim operaterom.
Kao što sam ranije rekao, potrebna je i alternativna zemaljska mrežna povezanost i softver za upravljanje paketima.
Satelitske antene se ne razlikuju od uređaja za prijem digitalne satelitske televizije, ali se značajno razlikuju i po cijeni i po veličini kod prijemnih i odašiljačkih antena. Obično operater satelitski internet, kao iu slučaju satelitske televizije, preporučuje se određeni minimalni prečnik "tanjira", u zavisnosti od geografske lokacije pretplatnika (a samim tim i snage satelitskog signala u idealnim uslovima). Za tačne informacije pogledajte web stranicu operatera. Teoretski, možete sami instalirati satelitsku antenu. Međutim, najčešće se preporučuje kontaktiranje stručnjaka koji će ga jasno usmjeriti na satelit koji se nalazi u geostacionarnoj orbiti.
Pretvarači mogu se razlikovati jedni od drugih po brojnim parametrima (na primjer, polarizaciji s kojom rade), stoga se pri odabiru preporučuje da obratite pažnju na liste podržanog hardvera na web stranici provajdera.
Prijemnik u formatu PCI-kartice se ubacuje u sistemsku jedinicu i omogućava korisniku dolazni saobraćaj sa satelitske i satelitske televizije.Satelitski terminal je interfejs ploča koja se može umetnuti u sistemsku jedinicu računara (na primer, preko PCI interfejsa) ili se nalazi u eksternom kućištu i spojiti na PC preko USB porta.
Pažnja! Ne biste trebali prvo kupiti opremu, a zatim tražiti satelitskog Internet provajdera. Ako su "pločice" manje-više univerzalne, onda su pristupni terminali koje nude različiti operateri vrlo često nekompatibilni. ISP vam obično može pružiti i hardver i softver koji već imaju vlastita podešavanja (šifriranje, proxy serveri, itd.).
Dvosmjerni satelitski komunikacijski kanal
Simetričan kanal
Očigledno je da će organiziranje dvosmjernog kanala zahtijevati ne samo prijemnu, već i opremu za odašiljanje, odnosno skuplju predajnu i prijemnu antenu, predajnu jedinicu (pored prijema), kao i poseban terminal. Osim visoke cijene sve ove opreme i zakupa satelitske energije, dvosmjerni satelitski internet ima i druge nedostatke:
- s obzirom da se podaci od vas šalju preko radio kanala, oprema za odašiljanje mora biti uredno registrovana kod državnih organa, što može potrajati, ali najčešće ovaj problem preuzimaju provajderi.
- dvosmjerni satelitski internet je vrlo specifična metoda komunikacije. S obzirom na vrijeme potrebno da radio signal putuje kroz satelit do provajdera i nazad, odgovori na poslane zahtjeve mogu se vratiti ne za nekoliko milisekundi, kao što smo navikli u slučaju zemaljskih provajdera, već za sekunde. Određeno kašnjenje je svojstveno "asimetričnoj" satelitskoj liniji, ali u ovom slučaju signal putuje samo jednom duž "duge" putanje (preko satelita). Prilikom organiziranja balansirane linije signal prolazi kroz satelit dva puta (zahtjev provajderu i odgovor korisniku), odnosno vrijeme čekanja se udvostručuje i postaje opipljivo. A to znači da ne biste trebali ni razmišljati o mrežnim kompjuterskim igricama koje zahtijevaju brzu reakciju.
Da li je satelitski internet skup?
Tradicionalno, satelitski internet ima visoku cijenu veze, jer pretplatnik mora platiti i skupu opremu. No, s popularizacijom usluge, sve je više dostupnih terminala i satelitskih antena, što nam omogućava da se nadamo sniženju cijena u bliskoj budućnosti. Današnji trošak simetričan pristup je oko 2-3 desetine hiljada rubalja za povezivanje i podešavanje, kao i od 1000 rubalja mesečno za saobraćaj ili kao mesečna naknada.
WITH asimetričan pristup situacija je bolja: trošak opreme za prijem je oko 5000-7000 rubalja. Mjesečni troškovi prometa ili pretplate su u prosjeku od 500 rubalja za veze bez donjeg praga zagarantovane brzine (CIR) i od 2000 rubalja - sa ovim pragom.
Da li vam je potreban satelitski internet?
Satelitski Internet je možda jedina šansa za povezivanje na Internet tamo gdje ne postoji stabilna usluga mobilne ili kablovske telefonije. A ako vas cijena problema ne zaustavi, ima smisla obratiti pažnju na simetričnu metodu pristupa. Ali vrijedi uzeti u obzir nedostatke vrsta satelitske internetske komunikacije. Nažalost, takav pristup Internetu, začudo, nije toliko pouzdan. S obzirom da signal putuje hiljadama kilometara do satelita, svaki primjetni oblak može postati prepreka. Za borbu protiv ovoga možete koristiti veću satelitsku antenu, koja će biti skuplja. Još jedan nedostatak takve veze je potreba za stručnom pomoći u instalaciji i konfiguraciji opreme, što također zahtijeva novac.
Diskretni komunikacioni kanal sa smetnjama
Razmotrit ćemo diskretne komunikacione kanale bez memorije.
Kanal bez memorije Poziva se kanal u kojem je svaki simbol prenesenog signala pod utjecajem smetnji, bez obzira na to koji su signali ranije odaslani. To jest, interferencija ne stvara dodatne korelacije između simbola. Naziv "bez memorije" znači da tokom sledećeg prenosa izgleda da kanal ne pamti rezultate prethodnih prenosa.
U prisustvu smetnji, prosječna količina informacija u simbolu primljene poruke je Y, u odnosu na preneseno - X jednako:
Za simbol poruke X T trajanje T, koji se sastoji od od n elementarni simboli prosječna količina informacija u simbolu primljene poruke - Y T u odnosu na preneseno - X T jednako:
Ja (Y T , X T ) = H (X T ) - H (X T / Y T ) = H (Y T ) - H (Y T / X T ) = n, u kojem se svaki znak prenosi tokom T s sec. Za ovaj kanal
Neka je entropija nekog izvora X, mjereno u sekundama je H (X) bit. Tada vrijedi sljedeća teorema.
Teorema 7.6.1. Teorema kodiranja kanala(Chennonov teorem).
Za izvor X brzinom R = H(X)/ T S [bit/sec] i R < С postoji neki kod. uz koje su izvorne informacije X može se prenositi komunikacijskim kanalom kapaciteta 1 [bit/s] sa proizvoljno malom vjerovatnoćom greške.
* Teorema kodiranja je tačna ne samo za diskretne kanale, ona važi i za prenos diskretnih poruka preko kontinuiranih kanala. Pribl. transl.
Dokaz teoreme kodiranja kanala (vidi, na primjer,) je prilično težak i izvan je okvira ove knjige, pa se ovdje ograničavamo na sljedeće napomene.
Dokaz teoreme kodiranja pretpostavlja upotrebu slučajnih kodova beskonačne dužine i dekodera maksimalne vjerovatnoće koji obezbjeđuje minimalnu vjerovatnoću greške. Dokaz ne koristi nikakva dizajnerska rješenja. Koristi samo statistička svojstva i granične prelaze za blok kodove sa dužinama bloka koje teže beskonačnosti. Dokaz ne daje nikakve naznake o konstrukciji optimalnih kodova.
Teorema kodiranja također definira gornju granicu za brzinu prijenosa R.*
U dokazu teoreme uvodi se eksponencijalna procjena R 0 , koji se može koristiti za procjenu tehnički ostvarive brzine prijenosa podataka.
* Ovdje je potrebno pojašnjenje. Postoji teorema obrnutog kodiranja koja to kaže. šta sa R> C ne postoji metoda kodiranja koja omogućava prenos informacija sa proizvoljno malom vjerovatnoćom greške. Pribl. transl.
Poglavlje 8. Kontinuirani izvori i kanali
Poglavlje 2 definiše entropiju kao meru neizvesnosti izvora. Pretpostavljalo se da se entropija mjeri nasumičnim eksperimentima. U ovom poglavlju ćemo zauzeti sličan pristup kontinuiranim izvorima.
Rice. 8.1. Kontinuirani izvorni signal.
Umjesto izvora sa konačnim alfabetom simbola, razmatrat ćemo izvore čiji su izlaz kontinuirani signali. Primjer takvih signala je vremenski promjenjiv napon na telefonskim linijama itd. Slika 8.1 prikazuje kontinuirani izvor X, čiji je izlaz analogni signal x(t), što je neka nasumična funkcija vremena t. Razmotrićemo vrednosti x(t) u određeno vrijeme kao nasumični eksperimenti koji nose neke informacije o izvoru X.
8.1. Diferencijalna entropija
Slika 8.2 prikazuje dva kontinuirana izvora X i Y, povezani kanalom (slično kao na slici 7.4). Ovdje, umjesto vjerovatnoća, postoje funkcije distribucije vjerovatnoće stohastičkih varijabli.
Upotreba stohastičkih varijabli i njihovih funkcija gustoće distribucije vjerovatnoće omogućava uvođenje koncepta informacije, entropije, uslovne i međusobne entropije za dva kontinuirana izvora po analogiji sa diskretnim izvorima.
Rice. 8.2. Dva kontinuirana izvora bez memorije, povezana kanalom.
Transformacija kontinuiranog izvora X u diskretno. Za to ćemo kvantizirati vrijednosti analognog izlaza izvora sa korakom Δ (slika 8.3).
Rice. 8.3. Digitalizacija kontinuiranog izvora sa intervalom kvantizacije Δ u trenucima posmatranja t 0 , t 1 itd.
Osim toga, kao što se obično radi u teoriji informacija, diskretizirat ćemo izvor, ali vrijeme. Kao rezultat, dobijamo niz stohastičkih varijabli. Prateći tabelu 7.2, definišemo međusobne informacije simbola x i, i y j , gdje x i - vrijednost izlaznog simbola u određenom trenutku t m , a x j - trenutno t n
Međusobne informacije se mogu tumačiti kao "uklonjena" (izgubljena) nesigurnost varijable pogodaka X P
u intervalu 
,
kada je poznato da je varijabla X T
pripada međuosovinskom 
ili obrnuto. Funkciju gustine distribucije vjerovatnoće smatrat ćemo kontinuiranom funkcijom. Zatim, puštajući širinu intervala kvantizacije na nulu, dobijamo
one. rezultat sličan izražavanju uzajamnih informacija za diskretne izvore. Prenesene informacije može se definirati kao matematičko očekivanje
Komentar.Ovde, da bismo oznake ovog poglavlja uskladili sa rezultatima tabele 7.2, umesto X T koristiX, i umjestoY n - Y.
Izvorne informacije određuju se na osnovu sličnih razmatranja
Za razliku od izraza (8.3) za međusobnu informaciju, u (8.4) se pojavljuje član koji zavisi od intervala kvantizacije Δ.
At, vrijednost također teži beskonačnosti. Kao rezultat toga, izraz za također teži ∞. To nije iznenađujuće, jer se sa smanjenjem koraka kvantizacije povećava broj pojedinačnih događaja (simbola abecede izvora) i, prema tome, raste i nesigurnost izvora.
Veličina 
ne zavisi od izvora i potpuno je neprikladan za njegov opis, stoga se čini sasvim prirodnim koristiti samo funkciju gustoće vjerovatnoće kontinuiranog izvora. Dakle, prelazimo na sljedeću definiciju.
Prosječna informacija kontinuiranog izvora, tzv diferencijalna entropija, definisano kao
Prije svega, napominjemo da ovakva proizvoljna definicija diferencijalne entropije potvrđuje njenu prikladnost činjenicom da omjeri entropije za diskretne izvore vrijede i za slučaj kontinuiranih izvora i kanala. Konkretno, relacije (7.39) - (7.42) vrijede za kontinuirane izvore.
Dakle, diferencijalna entropija kontinuiranog izvora zavisi samo od funkcije gustine raspodele verovatnoće, koja je u opštem slučaju beskonačna veličina, stoga ćemo postaviti pitanje kolika može biti vrednost diferencijalne entropije. Prije svega, napominjemo da su karakteristike stohastičkog procesa dvije veličine: prosječna vrijednost koju uzima stohastička varijabla (koja posjeduje svojstvo linearnosti) μ i standardnu devijaciju stohastičke varijable σ .
Prosječna ili očekivana vrijednost μ nema uticaja na diferencijalnu entropiju. Sa rastom σ , povećava se nesigurnost izvora, što također dovodi do povećanja diferencijalne entropije. U tom smislu, ima smisla usporediti različite funkcije gustoće distribucije vjerovatnoće u odnosu na entropiju koja im odgovara istovremeno σ .
Komentar.U informatičkoj tehnologiji uzima se početni parametarσ 2 - varijansa, koja određuje prosječnu snagu stohastičkog procesa[ 10]. Jasno je da se povećanjem snage predajnika povećava količina prenesene informacije i, obrnuto, s povećanjem snage šuma povećava se nesigurnost, tj. manje informacija se prenosi po jedinici vremena.
Iz teorije informacija slijedi da diferencijalna entropija dostiže svoj maksimum s Gausovom distribucijom vjerovatnoće.
Teorema 8.1.1. Za datu varijansu σ 2 , maksimalnu diferencijalnu entropiju posjeduje izvor sa Gausova raspodjela vjerovatnoće, i.
primjer: Diferencijalna entropija Gausovog izvora.
Iz (8.5) slijedi da je diferencijalna entropija Gausovog izvora
Izraz u uglastim zagradama može se rastaviti na dva integrala. Dakle, konačno imamo
Numerički primjeri za tri najčešće distribucije prikazani su u tabeli 8.1.
Tabela 8.1. Primjer diferencijalne entropije.
primjer: Telefonija.
Praktična upotreba gornjih rezultata može se jasno pokazati procjenom dostignuća brzine prijenosa informacija (u bitovima) u digitalnim telefonskim linijama. Moderne standardne metode digitalnog prenosa govora (logaritamski PCM) zahtijevaju 8 bita za kodiranje jednog uzorka, pri brzini uzorkovanja od 8 kHz. Dakle, brzina prenosa glasa je 64 kbps.
Na osnovu ujednačene distribucije vjerovatnoća u intervalu [-1,1], empirijski dobijamo σ 2 = 1/3. Dakle, diferencijalna entropija po uzorku je
Pošto su uzorci uzeti na frekvenciji od 8 kHz, nalazimo da je potrebna brzina govora 8 kbps. Prilikom procjene entropije nismo uzeli u obzir veze između susjednih uzoraka (izvorna memorija) i. stoga će stvarna diferencijalna entropija izvora govora biti još manja. Zaista, znamo da su moderni algoritmi za kodiranje govora sposobni prenijeti govorni signal brzinom od oko 8 kbps sa kvalitetom uporedivim sa standardnim PCM.
Binarni simetrični kanal (skraćeno DSC) je definisan dijagramom vjerovatnoće tranzicije prikazanim na Sl. 1. Ulaz kanala prima binarne signale kao što su 0 i 1. Za svaki od ovih ulaza postoji vjerovatnoća da je signal ispravno primljen i vjerovatnoća da je primljen pogrešno.
Rice. 1. Binarno balansirani kanal.
Zli šaljivdžija koji unosi greške u prenos vrlo je prostodušan: nema memoriju i "izvrće" likove nasumično i nezavisno jedan od drugog. Njegovi postupci su destruktivni, ali u njemu nema svjesnog maligniteta i njegova aktivnost je stabilna, barem u statističkom smislu.
Apstraktna šema prijenosa informacija, s kojom ćemo se stoga baviti, prikazana je na Sl. 2. Ulaz enkodera prima neku dugu binarnu sekvencu x,
koji se sastoji od znakova 0 i 1, koje ćemo nazvati informacijskim nizom. Ovaj niz može biti potpuno proizvoljan. Želimo da se tačno reprodukuje na izlazu dekodera sa verovatnoćom proizvoljno bliskom jedinici. Koder i dekoder su povezani samo binarnim simetričnim kanalom za koji je poznata vjerovatnoća prijelaza
U ovoj situaciji, koder je jasno ograničen u tome koje operacije može izvršiti. Priroda DSC-a je takva da propušta samo binarne sekvence.
Rice. 2. Prijenos informacija preko binarnog simetričnog kanala.
Ali koder može pretvoriti x sekvencu na svom ulazu u dužu sekvencu na svom izlazu. Dakle, sekvenca ulazi u kanal, a njena iskrivljena verzija y se dovodi na ulaz uređaja za dekodiranje. Zadatak uređaja za dekodiranje sa poznatom vjerovatnoćom prijelaza kanala izobličene sekvence y dobijenom na ulazu ovog uređaja i metodom kodiranja koja specificira transformaciju da donese odluku u vezi informacijske sekvence x koju prima koder.
Za dati DSC, zadatak kodiranja je odrediti skup pravila po kojima se bilo koja informacijska sekvenca x kodira u određenu sekvencu tako da uređaj za dekodiranje može jedinstveno vratiti x s proizvoljno malom vjerovatnoćom greške, uprkos izobličenjima koja se javljaju u kanalu. . Nas zanima ne samo
da naznači kako enkoder iz x generiše s (problem kodiranja), ali i da naznači kako dekoder dobija x od y (problem dekodiranja).
Postoji barem jedno jednostavno i očigledno rješenje za ovaj problem: ponovite svaki znak niza x jednom. Na primjer, niz informacija
at će odgovarati prenesenoj sekvenci
Mi ćemo dekodirati y po pravilu većine. Ako je ili više znakova u svakom bloku znakova jednako 1, tada će dekoder ispisati znak 1, u suprotnom - znak 0. Ako je jasno da je to sa vjerovatnoćom greške Ali, nažalost, i broj znakova koji se može isporučiti primaocu na izlazu dekodera će težiti 0.
Klasičan način da se smanji vjerovatnoća greške pri prijenosu numeričke informacije u prijevodu na DSC jezik je da se prije svega smanji vjerovatnoća prijelaza, odnosno izgradi bolji kanal. Ako se u bilo kojoj fazi pokaže da je daljnje poboljšanje kanala neekonomično ili tehnički nemoguće, tada se prijenos ponavlja onoliko puta koliko je potrebno kako bi rezultirajuća vjerovatnoća greške pala ispod određene granice koja zadovoljava projektanta. Poteškoća povezana s klasičnim pristupom je u tome što kada ova granica vjerovatnoće greške teži nuli, tada ili kanal postaje neproporcionalno skup, ili se prihod od njegove upotrebe pokazuje nesrazmjerno niskim. Drugim riječima, ovdje se opet suočavamo s činjenicom da savršenstvo obično ima cijenu.
Shanonov temeljni rad na teoriji informacija dokazuje dvije opće teoreme koje su u jasnoj suprotnosti s našim očekivanjima.
1. Za dati kanal, moguće je, koristeći odgovarajuće odabrano kodiranje, prenositi sa vjerovatnoćom greške manjom od bilo koje unaprijed određene vrijednosti, ako brzina prijenosa informacija ne prelazi određenu granicu poznatu kao propusni opseg kanala C.
2. Suprotno tome, za brzine prijenosa informacija veće od C, nemoguće je prenijeti sa proizvoljno malom vjerovatnoćom greške.
U slučaju binarnog simetričnog kanala, zgodno je odnositi brzinu prijenosa informacija na jedan preneseni simbol, a ne na jedinicu vremena. Kada su svi mogući nizovi x na ulazu jednako vjerovatni, brzina prijenosa informacija je određena omjerom
Grafikon vjerojatnosti prijelaza za takav kanal može se prikazati na Sl. 9.
Definirajmo C:
Rice. 9. Grafikon vjerojatnosti prijelaza K-arnog simetričnog komunikacijskog kanala.
Obriši kanal
Obriši kanal
Kanalom za brisanje općenito se naziva komunikacijski kanal u kojem je moguće primiti veći broj simbola na izlazu nego na ulazu zbog upotrebe višepragovih uređaja za detekciju pojedinačnih simbola (najčešće se koriste dvopragni uređaji). ).
Razmotrite binarni komunikacijski kanal sa simetričnim brisanjem.
Rice. 10 Graf vjerojatnosti prijelaza binarnog simetričnog kanala brisanja
q- vjerovatnoća ispravnog prijema;
p0- vjerovatnoća pogrešnog prijema simbola;
pC- vjerovatnoća dobijanja izbrisanog karaktera;
yZ- simbol za brisanje.
Ako US> UP2, tada je simbol “1” fiksiran.
Ako US< UП1
, tada je simbol “0” fiksiran.
Ako UP1Ј UCЈ UP2, tada je simbol za brisanje fiksiran.
Postoje dvije vrste grešaka koje se mogu pojaviti u komunikacijskom kanalu: greške transformacije i greške brisanja.
Greška transformacije se javlja sa vjerovatnoćom str 0, a za binarni komunikacijski kanal fizički znači transformaciju “0” u “1” ili “1” u “0”.
Greška brisanja se javlja sa vjerovatnoćom pC... Podrazumijeva se kao prijem umjesto "1" ili "0" nekog trećeg znaka (znaka za brisanje), koji označava poziciju iskrivljenog znaka.
Za binarni simetrični komunikacijski kanal, greške transformacije i brisanja ne zavise od vrijednosti prenesenog simbola.
Za kanal sa brisanjem ispunjena je sljedeća relacija
str 0+ pC + q = 1.
Odredimo brzinu prijenosa informacija u takvom komunikacijskom kanalu.
c = B[H(Y) – H(Y / X)];
max H[Y] se daje kada str(x 1) = str(x 2) = 0,5.
Jednaka vjerovatnoća primanja simbola yi odvija se pod uslovom jednake vjerovatnoće prijenosa xišto je neophodno, ali još uvek nije dovoljno.
Pretpostavićemo to str(x1) = str(x2) =
0.5. Tada će entropija primaoca biti maksimalna.
Zbog simetrije
Konačno, možete pisati
Provjerimo ispravnost dobijene formule za neke već poznate posebne slučajeve.
1. pC = 0
· pC = 0, str 0= 0 (binarni simetrični komunikacioni kanal bez brisanja); c = B.
· pC№ 0, str 0= 0 ; ovaj slučaj ilustruje situaciju u odsustvu smetnji u komunikacijskom kanalu i korištenju brisanja. U ovom slučaju, brzina prijenosa informacija je smanjena zbog korištenja brisanja;
pC№ 0, str 0№ 0 ; u ovoj situaciji, komunikacioni kanal može biti „brzi“ samo ako su ispunjeni određeni uslovi, o čemu će biti reči u nastavku.
Hajde da sumiramo ono što je rečeno o greškama koje se javljaju u komunikacijskom kanalu.
U „normalnom“ komunikacijskom kanalu moguća je samo jedna vrsta greške: simbol jedne vrijednosti se pretvara u simbol druge vrijednosti (tj. transformira se). Ova greška se naziva greška transformacije.
U komunikacijskom kanalu sa brisanjem moguće su greške dvije vrste: transformacija i brisanje, kada simboli ne prelaze jedan u drugi, već u simbol brisanja.
Lakše je popraviti grešku tipa brisanja, jer je poznata njena pozicija u signalu. Položaj transformisanog simbola je nedefinisan, iako bi se mogao odmah ispraviti da je poznat. Praksa je pokazala da se glavni napori u ispravljanju prihvaćenih kodnih poruka troše na pronalaženje pozicija transformisanih simbola.
Idealna opcija, sa stanovišta brzine traženja iskrivljenih pozicija, je prisustvo grešaka samo tipa brisanja.
Svi dobijeni rezultati mogu se generalizirati za k-aran komunikacioni kanal sa brisanjem, u kojem se nalazi ulaz k znakova, a izlaz je (2 k – 1).
