نحوه تعیین کانال انتقال اطلاعات کانال ارتباطی گسسته بدون تداخل

کانال ارتباطی مجموعه ای از ابزارهای فنی برای انتقال پیام از یک نقطه در فضا به نقطه دیگر است. از دیدگاه تئوری اطلاعات، ساختار فیزیکی کانال ناچیز است. منبع پیام (IS) دارای یک الفبای خروجی از کاراکترها است آ={آ من },من =1.. n -مقدار اطلاعات به ازای هر نماد منبع به طور متوسط:

جایی که پ من، احتمال ظهور نماد است آ من، در خروجی منبع، نمادهای منبع مستقل در نظر گرفته می شوند. کانال ارتباطی دارای الفبای نمادهای B = ( ب j },j =1.. متر،میانگین مقدار اطلاعات در نماد یک کانال

جایی که q j - احتمال ظاهر شدن نماد ب من , در کانال

مشخصات فنی کانال ارتباطی عبارتند از:

عملکرد فنی منبع  آ - میانگین تعداد کاراکترهای صادر شده توسط منبع در واحد زمان؛

پهنای باند فنی کانال ارتباطی  ب - میانگین تعداد نمادهای ارسال شده از طریق کانال در واحد زمان.

ویژگی اطلاعاتی یک منبع بهره وری اطلاعاتی است. طبق تعریف، عملکرد اطلاعات میانگین مقدار اطلاعات تولید شده توسط یک منبع در واحد زمان است.

در یک کانال بدون تداخل، ویژگی های اطلاعاتی عبارتند از:

1) سرعت انتقال اطلاعات از طریق کانال

2) پهنای باند کانال

جایی که ( پ) مجموعه ای از همه توزیع های احتمال ممکن نمادهای الفبا است Vکانال با در نظر گرفتن خواص آنتروپی

C K =  B. چوب 2 متر.

در یک کانال نویز، در حالت کلی، الفبای ورودی و خروجی با هم مطابقت ندارند. اجازه دهید

B IN = X = (x 1، x 2، ...، x n)؛

B OUT = Y = (y 1، y 2، ...، y m).

اگر کاراکتر ارسال شده در کانال ورودی باشد ایکس به در گیرنده به عنوان شناخته شده است y منو من ک، سپس در حین انتقال خطایی رخ داد. خصوصیات کانال با ماتریسی از احتمالات انتقال (احتمال دریافت نماد) توصیف می شوند در من , به شرطی که ارسال شود ایکس ک):

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

نسبت منصفانه است:

میانگین مقدار اطلاعات در هر نماد کانال ورودی:

پ من = p (x من ) .

میانگین مقدار اطلاعات در هر نماد کانال خروجی:

اطلاعات حمل شده توسط خروجی کانال در مورد ورودی:

I (Y، X) = H (X) -H Y (X) = H (Y) -H ایکس (Y).

اینجا خوب(ایکس) - آنتروپی شرطی نماد کانال ورودی هنگام مشاهده نماد خروجی (عدم اطمینان کانال)، ن ایکس (Y) - آنتروپی شرطی نماد کانال خروجی هنگام مشاهده نمادهای ورودی (آنتروپی نویز).

نرخ انتقال اطلاعات از طریق یک کانال پر سر و صدا:

dI (B) / dt = ب من (X، Y).

پهنای باند یک کانال پر سر و صدا:

جایی که (R) -مجموعه ای از تمام توزیع های احتمال ممکن الفبای کانال ورودی.

بیایید یک مثال را در نظر بگیریم

ن پهنای باند یک کانال متقارن باینری (کانالی با حروف الفبای ورودی و خروجی دو کاراکتری) و احتمالات خطای یکسان (شکل 1) را بیابید، اگر احتمالات قبلی ظاهر کاراکترهای ورودی عبارتند از: P (x 1 ) = پ 1 = P، P (x 2 ) = پ 2 = 1-P.

راه حل. با توجه به مدل کانال، احتمالات مشروط

P (y 1 | ایکس 2 ) = P (y 2 | ایکس 1 ) = پ من ,

P (y 1 | ایکس 1 ) = P (y 2 | ایکس 2 ) = 1-P من .

پهنای باند کانال - سی ک =  ب . حداکثر (H (Y) -H (X | Y)).بیایید آنتروپی نویز را پیدا کنیم:

با قضیه ضرب: پ(y j ایکس من)=پ(ایکس من)پ(y j | x من)، از این رو،

پ(ایکس 1 y 1 )=پ(1-P من), پ(ایکس 2 y 1 )=(1- پ)پ من ,پ(ایکس 1 y 2 )=PP من ,پ(ایکس 2 y 2 )=(1-پ)(1-P من).

با جایگزین کردن فرمول، دریافت می کنیم:

به این ترتیب، H ( Y| ایکس ) به توزیع الفبای ورودی بستگی ندارد، بنابراین:

بیایید آنتروپی خروجی را تعریف کنیم:

احتمالات پ(y 1 ) و پ(y 2 ) به صورت زیر بدست می آوریم:

پ(y 1 )=پ(y 1 ایکس 1 )+پ(y 1 ایکس 2 )=پ(1-پ من)+(1-پ من)پ من , پ(y2)=پ(y 2 ایکس 1 )+پ(y 2 ایکس 2 )=PP من +(1-پ)(1-پ من).

با تغییر P، از حداکثر مقدار مطمئن می شویم اچ(Y) برابر با 1 برای نمادهای ورودی همسان به دست می آید پ(y 1 ) و پ(y 2 ). از این رو،

وظیفه... پهنای باند یک کانال را با الفبای ورودی و خروجی سه کاراکتری پیدا کنید ( ایکس 1 ,ایکس 2 ,ایکس 3 و y 1 ,y 2 ,y 3 به ترتیب). شدت ظاهر نمادها در ورودی کانال k = V... 10 کاراکتر در ثانیه

احتمال ظاهر شدن نمادها:

,
, .

احتمال انتقال نمادها از طریق کانال ارتباطی:

,
,,

,
,,

,
,.

4. کدگذاری اطلاعات

4.1. اطلاعات عمومی کد نام دارد:

قاعده ای که نگاشت از یک مجموعه کاراکتر به مجموعه ای دیگر از کاراکترها یا به مجموعه ای از کلمات بدون کاراکتر را توصیف می کند.

مجموعه ای از تصاویر حاصل از چنین نقشه برداری.

در کدهای فنی، حروف، اعداد و سایر کاراکترها تقریباً همیشه در دنباله‌های باینری به نام کدهای باینری کدگذاری می‌شوند. بسیاری از کدها کلماتی با طول یکسان دارند (کدهای یکنواخت).

انتخاب کدها برای رمزگذاری انواع پیام خاص توسط عوامل زیادی تعیین می شود:

راحتی دریافت پیام های اصلی از منبع؛

سرعت انتقال پیام ها از طریق کانال ارتباطی؛

مقدار حافظه مورد نیاز برای روز ذخیره پیام ها؛

راحتی پردازش داده ها؛

راحتی رمزگشایی پیام توسط گیرنده.

پیام های رمزگذاری شده از طریق کانال های ارتباطی منتقل می شوند، در حافظه ذخیره می شوند و توسط پردازنده پردازش می شوند. حجم داده های رمزگذاری شده زیاد است، وبنابراین، در بسیاری از موارد، ارائه یک نرخ رمزگذاری داده مهم است: ".، که با حداقل طول پیام های دریافتی مشخص می شود، این یک مشکل فشرده سازی داده است. دو رویکرد برای فشرده سازی داده ها وجود دارد:

فشرده سازی بر اساس تجزیه و تحلیل ویژگی های آماری پیام های رمزگذاری شده.

فشرده سازی بر اساس ویژگی های آماری داده ها نیز به عنوان نظریه کدگذاری ناب یا کارآمد شناخته می شود. کد نویسی مقرون به صرفه مبتنی بر استفاده از کدهایی با طول کلمه رمز متغیر است، به عنوان مثال، کد شانون-فانو، کد هافمن /31. ایده استفاده از کدهای با طول متغیر برای فشرده‌سازی داده‌ها این است که پیام‌ها بیشتر با کلمات رمز کوتاه‌تر مطابقت دارند و برعکس، پیام‌ها کمتر به کلماتی با طول طولانی‌تر کدگذاری می‌شوند. طول متوسط ​​کلمه رمز توسط s.o تعیین می شود:

جایی که /، طول کلمه رمز برای رمزگذاری پیام iام است. پ تی - احتمال وقوع پیام i.

4.2. وظایف

4.2.1. از جدول 4، روز کدگذاری بعدی الفبای اصلی حاوی 10 کاراکتر را انتخاب کنید. N-ro (N -شماره سریال دانش آموز در مجله گروه). عادی سازی احتمالات نمادها.

4.2.2. مورد انتخاب شده در p.4.2.1 را عادی کنید. الفبای اصلی با کد باینری یکنواخت، کد شانون-فانو، کد هافمن. برای هر گزینه کدگذاری، مقدار حداقل، حداکثر، میانگین طول کلمه رمز را محاسبه کنید. نتایج را تجزیه و تحلیل کنید.

4.2.3. کار 4.2.2 را کامل کنید. برای کد سه تایی

جدول 4

4.3. دستورالعمل برای تکمیل وظایف فردی به کار 4.2.1. احتمالات طبق فرمول نرمال می شوند:

/ که / * Pk " JC = AT

جایی که پی -احتمال ظاهر شدن نمادها در جدول 4 آورده شده است.

به وظیفه 4.2.2. قوانین ساخت کدهای باینری در / 4,6 / توضیح داده شده است.

به وظیفه 4.2.3. هنگام ساخت یک کد سه تایی، کلمات نوشته شده در یک سیستم اعداد سه تایی به عنوان کلمات رمز در نظر گرفته می شوند. یک کد سه تایی بهینه با استفاده از رویه هافمن ساخته می شود (یک کد زیر بهینه با استفاده از روش شانون-فانو ساخته می شود). در این مورد، الفبا به سه گروه تقسیم می شود، گروه اول "O"، دوم - "1"، سوم - "2" اختصاص داده می شود.

کنترل

ارتباطات، ارتباطات، الکترونیک و دستگاه های دیجیتال

کانال ارتباطی یک سیستم ابزار فنی و یک رسانه انتشار سیگنال برای انتقال پیام ها (نه تنها داده ها) از یک منبع به یک گیرنده (و بالعکس) است. یک کانال ارتباطی که به معنای محدود درک می شود (مسیر ارتباطی)، تنها رسانه فیزیکی انتشار سیگنال، به عنوان مثال، یک خط ارتباطی فیزیکی را نشان می دهد.

سوال شماره 3 ” کانال های ارتباطی. طبقه بندی کانال های ارتباطی پارامترهای کانال ارتباطی شرایط برای انتقال سیگنال از طریق یک کانال ارتباطی ".

ارتباط دادن

ارتباط دادن - یک سیستم ابزار فنی و یک رسانه انتشار سیگنال برای انتقال پیام ها (نه تنها داده ها) از یک منبع به یک گیرنده (و بالعکس). کانال ارتباطی، به معنای محدود (مسیر ارتباطی )، تنها رسانه فیزیکی انتشار سیگنال، به عنوان مثال، یک خط ارتباط فیزیکی را نشان می دهد.

کانال ارتباطی برای انتقال سیگنال بین دستگاه های راه دور طراحی شده است. سیگنال ها حاوی اطلاعاتی هستند که برای ارائه به کاربر (شخص) یا برای استفاده توسط برنامه های رایانه ای در نظر گرفته شده است.

کانال ارتباطی شامل اجزای زیر است:

1. دستگاه انتقال؛
2. دستگاه دریافت کننده؛
3. رسانه انتقال با ماهیت فیزیکی مختلف (شکل 1).

سیگنال حامل اطلاعات تولید شده توسط فرستنده، پس از عبور از محیط انتقال، وارد ورودی دستگاه گیرنده می شود. علاوه بر این، اطلاعات از سیگنال استخراج شده و به مصرف کننده منتقل می شود. ماهیت فیزیکی سیگنال به گونه ای انتخاب شده است که بتواند با حداقل تضعیف و اعوجاج در محیط انتقال منتشر شود. سیگنال به عنوان یک حامل اطلاعات ضروری است، بلکه خود حامل اطلاعات نیست.

عکس. 1. کانال ارتباطی (گزینه شماره 1)

شکل 2 کانال ارتباطی (گزینه شماره 2)

آن ها این (کانال) یک دستگاه فنی (تکنولوژی + محیط) است.

طبقه بندی

دقیقاً سه نوع طبقه بندی وجود خواهد داشت. طعم و رنگ را انتخاب کنید:

طبقه بندی شماره 1:

انواع مختلفی از کانال های ارتباطی وجود دارد که در میان آنها متمایزترین آنها وجود داردکانال های سیمیارتباط ( هوایی، کابلی، راهنمای نورو غیره) و کانال های ارتباطی رادیویی (تروپوسفر، ماهوارهو غیره.). چنین کانال هایی به نوبه خود معمولاً بر اساس ویژگی های سیگنال های ورودی و خروجی و همچنین بر اساس تغییر در ویژگی های سیگنال ها بسته به پدیده هایی مانند محو شدن و تضعیف سیگنال ها در کانال رخ می دهد.

بر اساس نوع رسانه توزیع، کانال های ارتباطی به دو دسته تقسیم می شوند:

• سیمی؛
• آکوستیک؛
• نوری؛
• مادون قرمز؛
• کانال های رادیویی

کانال های ارتباطی نیز به موارد زیر طبقه بندی می شوند:

• پیوسته (سیگنال های پیوسته در ورودی و خروجی کانال)،
• گسسته یا دیجیتال (سیگنال های گسسته در ورودی و خروجی کانال)،
• پیوسته گسسته (سیگنال های پیوسته در ورودی کانال و سیگنال های گسسته در خروجی)،
• گسسته-پیوسته (سیگنال های گسسته در ورودی کانال و سیگنال های پیوسته در خروجی).

کانال ها می توانند مانندخطی و غیرخطی، زمان و مکانی - زمانی.

طبقه بندی احتمالی کانال های ارتباطی بر اساس محدوده فرکانس.

سیستم های انتقال اطلاعات هستندتک کاناله و چند کاناله ... نوع سیستم توسط کانال ارتباطی تعیین می شود. اگر یک سیستم ارتباطی بر روی همان نوع کانال های ارتباطی ساخته شده باشد، نام آن با نام معمولی کانال ها تعیین می شود. در غیر این صورت از مشخصات ویژگی های طبقه بندی استفاده می شود.

طبقه بندی شماره 2 (جزئیات بیشتر):

1. طبقه بندی بر اساس محدوده فرکانس

• کیلومتر (LW) 1-10 کیلومتر، 30-300 کیلوهرتز؛
• هکتومتری (SV) 100-1000 متر، 300-3000 کیلوهرتز.
• دهسنج (HF) 10-100 متر، 3-30 مگاهرتز.
• متر (MV) 1-10 متر، 30-300 مگاهرتز؛
• دسی متر (UHF) 10-100 سانتی متر، 300-3000 مگاهرتز.
• سانتی متر (CMB) 1-10 سانتی متر، 3-30 گیگاهرتز؛
• میلی متر (MMV) 1-10 میلی متر، 30-300 گیگاهرتز؛
• دمیتر (DMMV) 0.1-1 میلی متر، 300-3000 گیگاهرتز.
  1. با جهت خطوط ارتباطی
     • جهت دار ( هادی های مختلف استفاده می شود):
• هم محور،
• جفت های پیچ خورده بر اساس هادی های مسی،
• فیبر نوری.
  • غیر جهت دار (لینک های رادیویی)؛
• خط دید؛
• تروپوسفر
• یونوسفر
• فضا؛
• رله رادیویی (انتقال مجدد در دسی متر و امواج رادیویی کوتاهتر).
  1. 
     بر اساس نوع پیام های ارسالی:
• تلگراف
• تلفن؛
• انتقال داده ها؛
• فاکس.
  1. بر اساس نوع سیگنال:
• آنالوگ؛
• دیجیتال؛
• تکانه
  1. بر اساس نوع مدولاسیون (دستکاری)
     • در سیستم های ارتباطی آنالوگ:
• با مدولاسیون دامنه؛
• با مدولاسیون تک باند جانبی.
• با مدولاسیون فرکانس
• در سیستم های ارتباطی دیجیتال:
• با کلید شیفت دامنه؛
• با کلید زدن تغییر فرکانس؛
• با کلید تغییر فاز؛
• با کلید زدن تغییر فاز نسبی؛
• با کلید زدن تغییر صدا (تک عنصر موج فرعی (تن) را دستکاری می کند، پس از آن کلید زدن با فرکانس بالاتر انجام می شود.
  1. با مقدار پایه سیگنال رادیویی
• پهنای باند (B >> 1)؛
• نوار باریک (B "1).

7. با تعداد پیام های ارسال شده به طور همزمان

• تک کانال؛
• چند کانالی (فرکانس، زمان، تقسیم کد کانال ها)؛
  

8. در راستای پیام رسانی

• یک طرفه؛
• دو طرفه
  9. به دستور تبادل پیام
• ارتباط سیمپلکس- ارتباط رادیویی دو طرفه، که در آن انتقال و دریافت هر ایستگاه رادیویی به نوبه خود انجام می شود.
• ارتباط دوبلکس- انتقال و دریافت به طور همزمان انجام می شود (کارآمدترین).
• ارتباط نیمه دوبلکس- اشاره به سیمپلکس دارد که انتقال خودکار از انتقال به دریافت و امکان درخواست مجدد از خبرنگار را فراهم می کند.

10. با روش های حفاظت از اطلاعات منتقل شده

• ارتباط باز؛
• ارتباطات خصوصی (طبقه بندی شده).

11. با درجه اتوماسیون تبادل اطلاعات

• غیر خودکار - کنترل ایستگاه رادیویی و پیام رسانی توسط اپراتور انجام می شود.
• خودکار - فقط اطلاعات به صورت دستی وارد می شود.
• خودکار - فرآیند تبادل پیام بین یک دستگاه خودکار و یک رایانه بدون مشارکت اپراتور انجام می شود.

طبقه بندی شماره 3 (چیزی را می توان تکرار کرد):

1. با تعیین وقت قبلی

تلفن

تلگراف

تلویزیون

- صدا و سیما

2. با جهت انتقال

- سیمپلکس (انتقال فقط در یک جهت)

- نیمه دوبلکس (انتقال متناوب در هر دو جهت)

- دوبلکس (انتقال همزمان در هر دو جهت)

3. با توجه به ماهیت خط ارتباطی

مکانیکی

هیدرولیک

آکوستیک

- برقی (سیمی)

- رادیو (بی سیم)

نوری

4. با توجه به ماهیت سیگنال ها در ورودی و خروجی کانال ارتباطی

- آنالوگ (پیوسته)

- گسسته در زمان

- گسسته بر اساس سطح سیگنال

- دیجیتال (گسسته هم از نظر زمان و هم در سطح)

5. بر اساس تعداد کانال در هر خط ارتباطی

تک کانال

چند کاناله

و یک نقاشی دیگر در اینجا:

شکل 3. طبقه بندی خطوط ارتباطی

ویژگی ها (پارامترهای) کانال های ارتباطی

1. عملکرد انتقال کانال: در فرم ارائه شده استمشخصه دامنه فرکانس (AFC)و نشان می دهد که چگونه دامنه سینوسی در خروجی کانال ارتباطی در مقایسه با دامنه ورودی آن برای تمام فرکانس های ممکن سیگنال ارسالی کاهش می یابد. پاسخ فرکانس نرمال شده کانال در شکل 4 نشان داده شده است. دانستن پاسخ فرکانسی یک کانال واقعی به شما امکان می دهد شکل سیگنال خروجی را برای تقریباً هر سیگنال ورودی تعیین کنید. برای این کار باید طیف سیگنال ورودی را پیدا کرد، دامنه هارمونیک های تشکیل دهنده آن را مطابق با مشخصه دامنه فرکانس تبدیل کرد و سپس با اضافه کردن هارمونیک های تبدیل شده شکل سیگنال خروجی را پیدا کرد. برای تأیید تجربی مشخصه دامنه فرکانس، لازم است کانال را با سینوسی های مرجع (در دامنه برابر) در کل محدوده فرکانس از صفر تا حداکثر مقدار معینی که می تواند در سیگنال های ورودی رخ دهد، آزمایش کنید. علاوه بر این، لازم است فرکانس سینوسی های ورودی را با یک گام کوچک تغییر دهید، به این معنی که تعداد آزمایش ها باید زیاد باشد.

- - نسبت طیف سیگنال خروجی به ورودی
- پهنای باند

شکل 4 پاسخ فرکانس عادی کانال

1. پهنای باند: مشتقی از مشخصه از پاسخ فرکانسی است. این یک محدوده پیوسته از فرکانس‌ها است که نسبت دامنه سیگنال خروجی به سیگنال ورودی از یک حد از پیش تعیین‌شده تجاوز می‌کند، یعنی پهنای باند محدوده فرکانس‌های سیگنالی را تعیین می‌کند که در آن این سیگنال از طریق کانال ارتباطی بدون ارسال می‌شود. تحریف قابل توجه به طور معمول، پهنای باند 0.7 برابر حداکثر پاسخ فرکانسی اندازه گیری می شود. پهنای باند بیشترین تأثیر را بر روی حداکثر نرخ انتقال داده ممکن از طریق کانال ارتباطی دارد.
2. تضعیفی: به عنوان کاهش نسبی در دامنه یا قدرت یک سیگنال زمانی که سیگنالی با فرکانس معین از طریق یک کانال ارسال می شود، تعریف می شود. اغلب، در حین کار کانال، فرکانس اصلی سیگنال ارسالی از قبل مشخص است، یعنی فرکانسی که هارمونیک آن بالاترین دامنه و توان را دارد. بنابراین، برای تخمین تقریبی اعوجاج سیگنال های ارسال شده از طریق کانال، کافی است میرایی در این فرکانس را بدانیم. تخمین های دقیق تر در صورتی امکان پذیر است که میرایی در چندین فرکانس مربوط به چندین هارمونیک اساسی سیگنال ارسالی را بدانیم.

میرایی معمولاً با دسی بل (dB) اندازه گیری می شود و با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:، جایی که

- قدرت سیگنال در خروجی کانال،

- قدرت سیگنال در ورودی کانال.

میرایی همیشه برای یک فرکانس خاص محاسبه می شود و به طول کانال مربوط می شود. در عمل، مفهوم "تضعیف خطی" همیشه استفاده می شود، یعنی. تضعیف سیگنال در واحد طول کانال، به عنوان مثال، تضعیف 0.1 دسی بل / متر.

1. سرعت انتقال: تعداد بیت های ارسال شده از طریق کانال در واحد زمان را مشخص می کند. بر حسب بیت در ثانیه اندازه گیری می شود -بیت / ثانیه و همچنین واحدهای مشتق شده:Kbps، Mbps، Gbps... نرخ انتقال به پهنای باند کانال، سطح نویز، نوع کدگذاری و مدولاسیون بستگی دارد.
2. مصونیت کانال: توانایی آن در ارائه سیگنال در حضور تداخل را مشخص می کند. مرسوم است که تداخل را به تقسیم کنیمدرونی؛ داخلی (نمایندهنویز حرارتی دستگاه) و خارجی (متنوع هستند وبه رسانه انتقال بستگی دارد). ایمنی کانال به سخت افزار و راه حل های الگوریتمی برای پردازش سیگنال دریافتی بستگی دارد که در فرستنده گیرنده تعبیه شده است.مصونیتانتقال سیگنال از طریق کانالرا می توان افزایش دادبه قیمت رمزگذاری و پردازش ویژهعلامت.
3. محدوده دینامیکی: لگاریتم نسبت حداکثر توان سیگنال های ارسال شده توسط کانال به حداقل.
4. مصونیت تداخلی:این مصونیت صوتی است، یعنیه. ایمنی در برابر صدا.

شرایط انتقال سیگنال از طریق کانال های ارتباطی.

کانال در اصل یک فیلتر است. برای اینکه سیگنال بدون اعوجاج از آن عبور کند، حجم این کانال باید بزرگتر یا مساوی سیگنال باشد (شکل را ببینید).

از نظر ریاضی، شرط را می توان به صورت زیر نوشت:، Where

; (1)

در فرمول های بالا

- پهنای باند کانال یا باند فرکانسی که کانال می تواند با تضعیف سیگنال نرمال شده عبور دهد.

- محدوده دینامیکی، برابر با نسبت حداکثر سطح سیگنال مجاز در کانال به سطح تداخل، نرمال شده برای این نوع کانال ها.

- مدت زمانی که از کانال برای انتقال داده استفاده می شود.

- عرض طیف فرکانس سیگنال، یعنی فاصله زمانی در مقیاس طیف فرکانس اشغال شده توسط سیگنال؛

- محدوده دینامیکی برابر با نسبت متوسط ​​قدرت سیگنال به میانگین توان تداخل در کانال.

- مدت زمان سیگنال یا زمان وجود آن.

شکل دیگری از نوشتن یک شرط (بسط یافته):

پ. اس .: پارامتر "حجم کانال" در برخی منابع نیز به عنوان یکی از پارامترهای کانال ارتباطی نشان داده شده است، اما نه در همه جا. فرمول ریاضی در بالا در (1) آورده شده است.

ادبیات

1. http://edu.dvgups.ru/METDOC/ENF/BGD/BGD_CHS/METOD/ANDREEV/WEBUMK/frame/1.htm;

2. http://supervideoman.narod.ru/index.htm.

و همچنین کارهای دیگری که ممکن است برای شما جالب باشد
67213.		جهات اصلی روانشناسی مدرن	98.51 کیلوبایت
	مطالعه هر چیزی که در درون انسان اتفاق می افتد غیرممکن است، یعنی انسان مانند یک جعبه سیاه عمل می کند. به طور عینی، فقط می توان واکنش های اعمال بیرونی یک فرد و محرک های موقعیتی را که این واکنش ها ایجاد می کند، ثبت کرد. وظیفه اصلی رفتارگرایی بر واتسون، انباشت مشاهدات است.
67215.		خودآگاهی و خودآگاهی. خواص آگاهی	102.02 کیلوبایت
	تعریف آگاهی. علائم اصلی هوشیاری ویژگی های روانشناختی آگاهی انسان. رابطه بین آگاهی و ناخودآگاه ابتدا در چارچوب نظریه و عمل روانکاوی مورد مطالعه قرار گرفت.
67216.		احساس و ادراک	79.04 کیلوبایت
	احساس و ادراک. احساسات ساده ترین پدیده های ذهنی در نظر گرفته می شوند. همه موجودات زنده با سیستم عصبی توانایی احساس کردن را دارند. کیفیت ویژگی اصلی یک حس معین است که آن را از سایر انواع حس متمایز می کند و در محدوده یک نوع احساس متفاوت است.
67217.		توجه و حافظه	48.64 کیلوبایت
	ویژگی های توجه به عنوان یک فرآیند ذهنی و شرایط انسانی. تعیین توجه. عوامل تعیین کننده گزینش پذیری و تمرکز توجه. توابع توجه
67218.		تفکر و هوش	50.55 کیلوبایت
	تفکر به عنوان فرآیند شناخت فعال و دگرگونی واقعیت. تفکر پیش مفهومی و مفهومی. تعریف مفاهیم. فرآیندهای فکری اساسی: قضاوت، استنتاج. استقراء و قیاس. ویژگی های تفکر خلاق. تفکر و هوش.
67220.		خلق و خو و منش	97.24 کیلوبایت
	خلق و خوی را باید به عنوان ویژگی های منحصر به فرد روان درک کرد که پویایی فعالیت ذهنی فرد را تعیین می کند ، که به همان اندازه در انواع فعالیت ها آشکار می شود ، صرف نظر از محتوای آن و در ارتباط متقابل آنها نوع خلق و خو را مشخص می کند.
67221.		عواطف و احساسات	88.62 کیلوبایت
	برخلاف فرآیندهای شناختی که در آن واقعیت به شکل احساسات، ادراکات، مفاهیم، ​​عقاید، در عواطف و احساسات منعکس می‌شود، واقعیت عینی در قالب تجربیات منطبق با نیازها و علایق شخص یا نامناسب با آن منعکس می‌شود.

در شکل 1 عناوین زیر اتخاذ می شود: X، Y، Z، W- سیگنال ها، پیام ها ; f- مانع؛ LS- خط ارتباطی؛ هوش مصنوعی، PI- منبع و گیرنده اطلاعات؛ پ- مبدل (کدگذاری، مدولاسیون، رمزگشایی، دمدولاسیون).

انواع مختلفی از کانال ها وجود دارد که می توان آنها را بر اساس معیارهای مختلف طبقه بندی کرد:

1.بر اساس نوع خطوط ارتباطی: سیمی؛ کابل؛ فیبر نوری؛

خطوط برق؛ کانال های رادیویی و غیره

2... با توجه به ماهیت سیگنال ها: مداوم؛ گسسته؛ گسسته-پیوسته (سیگنال ها در ورودی سیستم گسسته هستند و در خروجی پیوسته هستند و بالعکس).

3... برای ایمنی در برابر صدا: کانال های بدون تداخل؛ با تداخل

کانال های ارتباطی با موارد زیر مشخص می شوند:

1. ظرفیت کانال به عنوان محصول زمان استفاده از کانال تعریف می شود T به،پهنای باند فرکانس های ارسال شده توسط کانال F بهو محدوده دینامیکی D به... که مشخص کننده توانایی کانال برای انتقال سطوح مختلف سیگنال است

V به = T به F به D به. (1)

شرایط تطبیق سیگنال با کانال:

V ج £ V k ; تی ج £ T k ; اف ج £ F k ; V ج £ V k ; د ج £ D k.

2.نرخ انتقال اطلاعات - میانگین مقدار اطلاعات ارسال شده در واحد زمان.

3.

4. افزونگی - اطمینان از قابلیت اطمینان اطلاعات ارسال شده ( آر= 0¸1).

یکی از وظایف تئوری اطلاعات تعیین وابستگی سرعت انتقال اطلاعات و ظرفیت کانال ارتباطی به پارامترهای کانال و ویژگی های سیگنال ها و تداخل است.

کانال ارتباطی را می توان به صورت مجازی با جاده ها مقایسه کرد. جاده های باریک - پهنای باند کم اما ارزان. جاده های عریض - ترافیک خوب اما گران است. پهنای باند توسط "گلوگاه" تعیین می شود.

سرعت انتقال داده تا حد زیادی به رسانه انتقال در کانال های ارتباطی که انواع مختلفی از خطوط ارتباطی هستند بستگی دارد.

سیمی:

1. سیمی- جفت پیچ خورده (که تا حدی تابش الکترومغناطیسی از منابع دیگر را سرکوب می کند). سرعت انتقال تا 1 مگابیت بر ثانیه در شبکه های تلفن و برای انتقال داده استفاده می شود.

2. کابل هممحور.سرعت انتقال 10-100 مگابیت در ثانیه - در شبکه های محلی، تلویزیون کابلی و غیره استفاده می شود.

3... فیبر نوری.سرعت انتقال 1 گیگابیت بر ثانیه است.

در محیط های 1-3، میرایی در دسی بل خطی با فاصله است، یعنی. قدرت به طور تصاعدی کاهش می یابد بنابراین پس از طی مسافتی معین، نصب احیا کننده (تقویت کننده) ضروری است.

خطوط رادیویی:

1.کانال رادیوییسرعت انتقال 100-400 کیلوبیت بر ثانیه است. از فرکانس های رادیویی تا 1000 مگاهرتز استفاده می کند. تا 30 مگاهرتز، به دلیل بازتاب از یونوسفر، امواج الکترومغناطیسی می توانند فراتر از خط دید منتشر شوند. اما این محدوده بسیار پر سر و صدا است (مثلا رادیو آماتور). از 30 تا 1000 مگاهرتز - یونوسفر شفاف است و خط دید مورد نیاز است. آنتن ها در ارتفاع نصب می شوند (گاهی اوقات ژنراتورها نصب می شوند). در رادیو و تلویزیون استفاده می شود.

2.خطوط مایکروویو.سرعت انتقال تا 1 گیگابیت بر ثانیه از فرکانس های رادیویی بالای 1000 مگاهرتز استفاده کنید. این به آنتن های سهموی خط دید و بسیار جهت دار نیاز دارد. فاصله بین مولدها 10 تا 200 کیلومتر است. برای تلفن، تلویزیون و انتقال داده استفاده می شود.

3. اتصال ماهواره ای... از فرکانس های مایکروویو استفاده می شود و ماهواره به عنوان یک احیا کننده (و برای بسیاری از ایستگاه ها) عمل می کند. ویژگی ها مانند خطوط مایکروویو است.

2. پهنای باند یک کانال ارتباطی گسسته

کانال گسسته مجموعه ای از وسایل برای انتقال سیگنال های گسسته است.

پهنای باند کانال ارتباطی - بالاترین نرخ انتقال اطلاعات از لحاظ نظری قابل دستیابی، مشروط بر اینکه خطا از مقدار معین تجاوز نکند. نرخ انتقال اطلاعات - میانگین مقدار اطلاعات ارسال شده در واحد زمان. اجازه دهید عباراتی را برای محاسبه نرخ انتقال اطلاعات و پهنای باند کانال ارتباطی گسسته تعریف کنیم.

هنگامی که هر نماد منتقل می شود، به طور متوسط، مقدار اطلاعات از کانال ارتباطی که توسط فرمول تعیین می شود عبور می کند

I (Y، X) = I (X، Y) = H (X) - H (X / Y) = H (Y) - H (Y / X) , (2)

جایی که: من (Y، X) -اطلاعات متقابل، یعنی مقدار اطلاعات موجود در Yبه طور نسبی ایکس ;H (X)- آنتروپی منبع پیام؛ H (X / Y)- آنتروپی شرطی، که از دست دادن اطلاعات در هر نماد مرتبط با حضور نویز و اعوجاج را تعیین می کند.

هنگام ارسال پیام X Tمدت زمان تی،تشکیل شده از nنمادهای ابتدایی، میانگین مقدار اطلاعات ارسالی، با در نظر گرفتن تقارن مقدار متقابل اطلاعات، برابر است با:

من (Y T , X T) = H (X T) - H (X T / Y T) = H (Y T) - H (Y T / X T) = n. (4)

سرعت انتقال اطلاعات به ویژگی های آماری منبع، روش کدگذاری و ویژگی های کانال بستگی دارد.

پهنای باند کانال ارتباطی گسسته

. (5)

حداکثر مقدار ممکن، یعنی حداکثر تابع در کل مجموعه توابع توزیع احتمال p (ایکس) .

توان عملیاتی به مشخصات فنی کانال (سرعت تجهیزات، نوع مدولاسیون، سطح تداخل و اعوجاج و غیره) بستگی دارد. واحدهای اندازه گیری ظرفیت کانال عبارتند از:،،،.

2.1 کانال ارتباطی گسسته بدون تداخل

اگر هیچ تداخلی در کانال ارتباطی وجود نداشته باشد، سیگنال های ورودی و خروجی کانال با یک رابطه عملکردی بدون ابهام به هم مرتبط می شوند.

در این حالت، آنتروپی شرطی برابر با صفر است و آنتروپی های غیرشرطی منبع و گیرنده برابر است، یعنی. میانگین مقدار اطلاعات موجود در نماد دریافتی نسبت به نماد ارسالی است

I (X, Y) = H (X) = H (Y); H (X / Y) = 0.

اگر X T- تعداد کاراکترها برای زمان تی، سپس نرخ انتقال اطلاعات برای یک کانال ارتباطی گسسته بدون تداخل است

(6)

جایی که V = 1/ - میانگین نرخ بیت یک نماد.

پهنای باند برای یک کانال ارتباطی گسسته بدون تداخل

(7)

زیرا حداکثر آنتروپی مربوط به نمادهای مشابه است، سپس پهنای باند برای توزیع یکنواخت و استقلال آماری نمادهای ارسالی برابر است:

. (8)

قضیه کانال اول شانون: اگر جریان اطلاعات تولید شده توسط منبع به اندازه کافی به پهنای باند کانال ارتباطی نزدیک باشد، یعنی.

، جایی که یک مقدار خودسرانه کم است،

پس همیشه می توانید چنین روش کدگذاری را پیدا کنید که از انتقال همه پیام ها از منبع اطمینان حاصل کند و سرعت انتقال اطلاعات بسیار نزدیک به ظرفیت کانال باشد.

این قضیه به این سؤال پاسخ نمی دهد که چگونه کدگذاری را انجام دهیم.

مثال 1.منبع 3 پیام با احتمال تولید می کند:

پ 1 = 0,1; پ 2 = 0.2 و پ 3 = 0,7.

پیام ها مستقل هستند و در یک کد باینری یکنواخت ارسال می شوند ( متر = 2 ) با طول مدت نماد 1 ms. سرعت انتقال اطلاعات از طریق کانال ارتباطی را بدون تداخل تعیین کنید.

راه حل:آنتروپی منبع است

[bit/s].

برای انتقال 3 پیام با یک کد یکنواخت، دو بیت مورد نیاز است، در حالی که مدت زمان ترکیب کد 2 تن است.

میانگین نرخ سیگنال

V =1/2 تی = 500 .

نرخ انتقال اطلاعات

سی = vH = 500 × 1.16 = 580 [bps].

2.2 کانال ارتباطی گسسته با تداخل

ما کانال های ارتباطی گسسته بدون حافظه را در نظر خواهیم گرفت.

کانال بدون حافظه کانالی نامیده می شود که در آن هر نماد سیگنال ارسالی تحت تأثیر تداخل قرار می گیرد، صرف نظر از اینکه کدام سیگنال زودتر ارسال شده است. یعنی تداخل همبستگی اضافی بین نمادها ایجاد نمی کند. نام "بدون حافظه" به این معنی است که در طول ارسال بعدی، به نظر می رسد کانال نتایج ارسال های قبلی را به خاطر نمی آورد.

با استفاده از منابع اینترنتی، پاسخ سوالات را بیابید:

تمرین 1

1. فرآیند انتقال اطلاعات چگونه است؟

انتقال اطلاعات- فرآیند فیزیکی که توسط آن حرکت اطلاعات انجام می شود در فضای. ما اطلاعات را روی دیسک یادداشت کردیم و به اتاق دیگری منتقل کردیم.این فرآیند با اجزای زیر مشخص می شود:

2. طرح کلی انتقال اطلاعات

3. کانال های ارتباطی شناخته شده را فهرست کنید

ارتباط دادن(انگلیسی کانال، خط داده) یک سیستم ابزار فنی و یک رسانه انتشار سیگنال برای انتقال پیام ها (نه تنها داده ها) از منبع به گیرنده (و بالعکس) است. کانال ارتباطی، به معنای محدود ( مسیر ارتباطی)، تنها رسانه فیزیکی انتشار سیگنال، به عنوان مثال، یک خط ارتباط فیزیکی را نشان می دهد.

بر اساس نوع رسانه توزیع، کانال های ارتباطی به دو دسته تقسیم می شوند:

4. مخابرات و مخابرات کامپیوتری چیست؟

مخابرات(به یونانی tele - به دور، دور و لاتین communicatio - ارتباطات) انتقال و دریافت هرگونه اطلاعات (صدا، تصویر، داده، متن) از راه دور از طریق سیستم های مختلف الکترومغناطیسی (کانال های کابلی و فیبر نوری، کانال های رادیویی) است. و دیگر کانال های سیمی و بی سیم ارتباطی).

شبکه مخابراتیسیستمی از ابزارهای فنی است که از طریق آن ارتباطات از راه دور انجام می شود.

شبکه های مخابراتی عبارتند از:
1. شبکه های کامپیوتری (برای انتقال داده ها)
2. شبکه های تلفن (انتقال صدا)
3. شبکه های رادیویی (انتقال اطلاعات صوتی - خدمات پخش)
4. شبکه های تلویزیونی (انتقال صدا و تصویر - خدمات پخش)

مخابرات کامپیوتری - مخابراتی که دستگاه پایانه آن کامپیوتر است.

انتقال اطلاعات از یک کامپیوتر به کامپیوتر را ارتباط همزمان و از طریق یک کامپیوتر میانی که امکان جمع آوری و ارسال پیام ها به کامپیوترهای شخصی به درخواست کاربر را فراهم می کند، ناهمزمان نامیده می شود.

ارتباطات از راه دور کامپیوتری شروع به ریشه دواندن در آموزش و پرورش کرده است. در آموزش عالی، از آنها برای هماهنگی تحقیقات علمی، تبادل عملیاتی اطلاعات بین شرکت کنندگان پروژه، آموزش از راه دور و مشاوره استفاده می شود. در سیستم آموزشی مدرسه - افزایش کارایی فعالیت‌های مستقل دانش‌آموزان مرتبط با انواع کار خلاق، از جمله فعالیت‌های آموزشی، مبتنی بر استفاده گسترده از روش‌های تحقیق، دسترسی رایگان به پایگاه‌های اطلاعاتی، تبادل اطلاعات با شرکای داخلی و خارجی. .

5. پهنای باند کانال انتقال اطلاعات چقدر است؟
پهنای باند- مشخصه متریک که نسبت تعداد محدود واحدهای عبوری (اطلاعات، اشیاء، حجم) را در واحد زمان از طریق یک کانال، سیستم، گره نشان می دهد.
در علوم کامپیوتر، تعریف پهنای باند معمولاً برای یک کانال ارتباطی اعمال می شود و با حداکثر مقدار اطلاعات ارسالی / دریافتی در واحد زمان تعیین می شود.
پهنای باند یکی از مهمترین فاکتورها از دیدگاه کاربران است. بر اساس مقدار داده ای که شبکه می تواند با محدودیت در واحد زمان از یک دستگاه متصل به آن به دستگاه دیگر منتقل کند، تخمین زده می شود.

سرعت انتقال اطلاعات تا حد زیادی به سرعت ایجاد آن (عملکرد منبع)، روش های رمزگذاری و رمزگشایی بستگی دارد. بالاترین نرخ انتقال اطلاعات ممکن در یک کانال معین، پهنای باند آن نامیده می شود. پهنای باند کانال، طبق تعریف، نرخ انتقال اطلاعات هنگام استفاده از "بهترین" (بهینه) منبع، رمزگذار و رمزگشا برای یک کانال معین است، بنابراین، تنها کانال را مشخص می کند.

کانال های انتقال، طبقه بندی و ویژگی های اساسی آنها

مفاهیم و تعاریف اساسی: کانال انتقال، محدوده دینامیکی آن، باند فرکانسی به طور موثر منتقل شده، زمانی که در طی آن کانال برای انتقال سیگنال اولیه ارائه می شود، ظرفیت کانال. پارامترها و ویژگی های اصلی کانال. اصول عادی سازی انحراف میرایی باقی مانده، پاسخ فرکانس، مفهوم "الگو". پاسخ فرکانس فاز. مشخصه دامنه و اشکال مختلف آن. کانال های معمولی و ویژگی های اصلی آنها

مفاهیم کلیدی فناوری سیستم ها و شبکه های مخابراتی کانال انتقال و کانال مخابراتی است.

کانال انتقال مجموعه ای از وسایل فنی و یک رسانه انتشار است که انتقال سیگنال های مخابراتی را در یک باند فرکانسی معین یا با نرخ انتقال معینی بین نقاط پایانی یا میانی شبکه های مخابراتی تضمین می کند.

با توجه به روش های انتقال سیگنال، مخابرات متمایز می شود آنالوگ و دیجیتال کانال ها

1) کانال های آنالوگ به نوبه خود به زیر تقسیم می شوند مداوم و گسسته بسته به تغییر پارامتر اطلاعات سیگنال.

2) کانال های دیجیتال به کانال های با استفاده تقسیم می شوند مدولاسیون کد پالس (ICM ) ، کانال هایی با استفاده از PCM دیفرانسیل و کانال های مبتنی بر مدولاسیون دلتا ... کانال هایی که در آنها از روش های آنالوگ انتقال سیگنال و در برخی دیگر از روش های انتقال سیگنال دیجیتال استفاده می شود. کانال های انتقال مختلط

بسته به پهنای باندی که سیگنال های مخابراتی در آن منتقل می شوند و مطابقت پارامترهای کانال با استانداردهای تعیین شده، آنالوگ کانال های فرکانس صوتی معمولی، معمولی کانال های باند پهن اولیه، ثانویه، سوم و چهارم. کانال های معمولی برای انتقال سیگنال های پخش صدا، سیگنال های تصویر و موسیقی متن تلویزیون;

بسته به نرخ انتقال و انطباق پارامترهای کانال با استانداردهای تعیین شده، آنها متمایز می شوند: کانال دیجیتال اصلی، کانال های دیجیتال اولیه، ثانویه، سوم، چهارم و چهارم ;

با توجه به نوع محیط برای انتشار سیگنال های مخابراتی، آنها متمایز می شوند: کانال های سیمی سازماندهی شده توسط کابل و، کمتر، خطوط ارتباطی هوایی و کانال های ارتباطی رادیویی سازماندهی شده توسط رله رادیویی و خطوط ارتباطی ماهواره ای.

کانال مخابراتی مجموعه ای از وسایل فنی و یک محیط توزیع نامیده می شود که فراهم می کند انتقال سیگنال های اولیه ارتباط از راه دور از مبدل پیام به سیگنال اولیه به مبدل سیگنال به پیام اولیه.

علاوه بر طبقه بندی فوق، کانال های مخابراتی به زیر تقسیم می شوند

بر اساس نوع سیگنال (یا پیام) اولیه ارسال شده، آنها متمایز می شوند کانال های تلفن، کانال های پخش صدا، کانال های تلویزیونی، تلویزیون

نمودار کانال ها و کانال های انتقال داده ;

با توجه به روش های سازماندهی ارتباطات دو طرفه، آنها را متمایز می کنند دو سیم تک باند، دو سیم دو طرفه و کانال چهار سیم تک باند;

بر اساس سرزمینی، کانال های مخابراتی به صورت فرعی تقسیم می شوند به بین المللی، بین شهری، تنه، منطقه ای و محلی .

طبقه بندی در نظر گرفته شده کانال های انتقال و مخابرات (از این پس به سادگی کانال ها) با رویه ایجاد شده سازمان آنها و توسعه الزامات برای پارامترها و ویژگی های اصلی آنها مطابقت دارد که معمولاً با پارامترها و ویژگی های سیگنال های اولیه مرتبط است.

کانال را می توان با سه پارامتر مشخص کرد:

1) پهنای باند به طور موثر منتقل می شود دیاف به، که کانال قادر به عبور از آن در حین رعایت الزامات کیفیت انتقال سیگنال است.

2) زمان تی بهکه در طی آن کانال برای انتقال سیگنال یا پیام ارائه می شود.

3) محدوده دینامیکی دی به، که به عنوان یک رابطه شکل درک می شود

جایی که پ kmax- حداکثر قدرت تحریف نشده ای که می تواند از طریق کانال منتقل شود. پ سانتی متر- حداقل قدرت سیگنالی که در آن مصونیت لازم از تداخل ایجاد می شود.

واضح است که انتقال سیگنال با پارامترها دیاف ج ,تی با، و دی جتوسط کانال با پارامترها دیاف به ,تی بهو دی بهبه شرط امکان پذیر است

محصول سه پارامتر کانال V به = دی به × اف به × تی بهاو را صدا کرد ظرفیت... اگر ظرفیت آن کمتر از حجم سیگنال نباشد، سیگنال را می توان از طریق یک کانال منتقل کرد (به سخنرانی 2 مراجعه کنید). اگر سیستم نابرابری ها (3.2) برقرار نباشد، ممکن است تغییر شکلیکی از پارامترهای سیگنال که امکان تطبیق حجم آن با ظرفیت کانال را فراهم می کند. در نتیجه، شرط امکان انتقال سیگنال از طریق کانال را می توان به شکل کلی تری نشان داد.

V به ³ V با . (3.3)

ویژگی کانال امنیت است

, (3.4)

جایی که پ پآیا قدرت تداخل در کانال است.

پهنای باند کانال با عبارت زیر توضیح داده می شود

, (3.5)

جایی که پ چهارشنبهمیانگین توان سیگنال ارسال شده از طریق کانال است.

کانال انتقال مانند یک شبکه چهار پورت است

کانال انتقال، به عنوان مجموعه ای از وسایل فنی و وسیله ای برای انتشار سیگنال الکتریکی، یک اتصال آبشاری از چهار قطب مختلف است. vفیلتر کردن، تبدیل سیگنال ها، تقویت و تصحیح آنها. بنابراین کانال می تواند نمایندگی داشته باشد یک چهار قطبی معادل،پارامترها و ویژگی هایی که کیفیت انتقال سیگنال را تعیین می کند، شکل. 3.1.

برنج. 3.1. کانال انتقال مانند یک شبکه چهار پورت است

در شکل 3.1، عناوین زیر اتخاذ شده است: 1-1 و 2-2 - ترمینال های ورودی و خروجی، به ترتیب. من که در (jw) و من بیرون (jw) - جریان های ورودی و خروجی پیچیده. U که در (jw) و U بیرون (jw) - ولتاژهای ورودی و خروجی پیچیده؛ ز که در (jw) و ز بیرون (jw) - مقاومت های ورودی و خروجی پیچیده (به عنوان یک قاعده، مقادیر کاملاً فعال و برابر هستند، به عنوان مثال. ز که در = آر که در = ز بیرون = آر بیرون);ک(jw) =U بیرون (jw) /U که در (jw) =به(w )× ه jb (w) - ضریب انتقال ولتاژ پیچیده، به(w) مدول ضریب انتقال است و ب(w) - تغییر فاز بین سیگنال های ورودی و خروجی. اگر نسبت جریان خروجی به جریان ورودی گرفته شود، ما از نسبت انتقال جریان صحبت می کنیم. تو که در (تی), تو بیرون (تی) - مقادیر ولتاژ لحظه ای سیگنال های ورودی و خروجی و آر که درو آر بیرون - سطوح ورودی و خروجی ولتاژ یا قدرت سیگنال.

کانال های انتقال بین بارهای واقعی کار می کنند ز n1 (jw) و ز n2 (jw) به ترمینال های 1-1 و 2-2 متصل می شود.

خواص کانال ها و مطابقت آنها با الزامات کیفیت انتقال پیام توسط تعدادی پارامتر و ویژگی تعیین می شود.

اولین و یکی از پارامترهای اصلی کانال ها است تضعیف باقی مانده آ r، که به این صورت فهمیده می شود تضعیف عملکرد کانال، اندازه گیری یا محاسبه شده در شرایط اتصال به پایانه ها 1-1و 2-2 (شکل 3.1) مقاومت های فعال مربوط به مقادیر اسمیآر که در وآر بیرون به ترتیب.مقاومت های ورودی و خروجی دستگاه های مجزای کانال انتقال همخوانی خوبی با یکدیگر دارند. تحت این شرایط، تضعیف عملکرد کانال را می توان برابر با مجموع در نظر گرفت مشخصه(خود) میراییدستگاه ها را بدون در نظر گرفتن بازتاب ها جدا کنید. سپس میرایی باقیمانده کانال را می توان با فرمول تعیین کرد.

, (3.1)

جایی که آر که درو آر بیرون- سطوح در ورودی و خروجی کانال (شکل 3.1 را ببینید). آ r- تضعیفی من- هفتم و اس j - کسب کردن j- شبکه های چهار پورت که کانال انتقال را تشکیل می دهند.

این به آن معناست که تضعیف باقی مانده(OZ) کانال نشان می دهدمجموع جبری میرایی و بهره استو برای محاسبات راحت است آ rزمانی که تضعیف بخش های بهره و بهره تقویت کننده ها مشخص باشد. OZ برای هر یک اندازه گیری می شود فرکانس اندازه گیری کانال.

در حین کار ، کانال OZ ثابت نمی ماند ، اما تحت تأثیر انواع مختلف از مقدار اسمی منحرف می شود بی ثبات کنندهعوامل.این تغییرات در OZ نامیده می شود بی ثباتی، که با مقادیر حداکثر و ریشه میانگین مربع انحرافات OZ از مقدار اسمی یا مقدار واریانس آنها تخمین زده می شود.

تضعیف باقیمانده یک کانال به پهنای باند آن مربوط می شود. باند فرکانس کانال، که در آن تضعیف باقیمانده با مقدار اسمی بیش از یک مقدار معین DA r متفاوت است، نامیده می شود. پهنای باند به طور موثر منتقل می شود (EPHP). انحرافات مجاز OZ در ESPC نرمال می شوند DA rاز ارزش اسمی رایج ترین روش استانداردسازی استفاده از "الگوهای" انحرافات مجاز OZ است. نمای تقریبی چنین الگوی در شکل نشان داده شده است. 3.2.

برنج. 3.2. الگوی تقریبی انحرافات مجاز تضعیف باقیمانده کانال انتقال

در شکل 3.2 نماد زیر اتخاذ شده است f 0 - فرکانسی که در آن مقدار اسمی OZ تعیین می شود. f n ، اف v - فرکانس های مرزی پایین و بالایی ESPC. 1،2 - حدود انحرافات مجاز OZ. 3 نمایی از پاسخ فرکانس OZ اندازه گیری شده است. انحراف OZ از اسمی با فرمول تعیین می شود

, (3.2)

جایی که f - فرکانس جریان و f 0 – فرکانس تعیین مقدار اسمی OZ.

ارتباط نزدیک با مفهوم EHPR پاسخ فرکانس -پاسخ فرکانس(یا به سادگی پاسخ فرکانس ) از کانال که به این صورت فهمیده می شود وابستگی تضعیف باقیمانده به فرکانس A r =j ساعت (f)در یک سطح ثابت در ورودی کانال، به عنوان مثال. آر که در = پایان. این مشخصه اعوجاج های دامنه فرکانس (فقط فرکانس) معرفی شده توسط کانال را به دلیل وابستگی OZ آن به فرکانس ارزیابی می کند. اعوجاج های مجاز توسط الگوی انحراف OZ در ESPC تعیین می شوند. نمای تقریبی پاسخ فرکانسی کانال در شکل 1 نشان داده شده است. 3.3.

برای انتقال تعدادی از سیگنال های مخابراتی، مهم است پاسخ فرکانس فاز - PFC(به سادگی مشخصه فاز ) کانال، که به عنوان وابستگی تغییر فاز بین سیگنال های خروجی و ورودی به فرکانس درک می شود، یعنی b = j f (f). نمای کلی پاسخ فاز کانال در شکل نشان داده شده است. 3.4

(خط 1).

شکل 3. 3. پاسخ فرکانس کانال. شکل 3. 4. مشخصه فاز کانال.

در قسمت میانی ESPH، مشخصه مشخص شده نزدیک به خطی است و در مرزهای آن به دلیل فیلترهایی که بخشی از کانال انتقال هستند، غیرخطی بودن قابل توجهی وجود دارد. با توجه به اینکه اندازه گیری مستقیم تغییر فاز وارد شده توسط کانال دشوار است، پاسخ فرکانسی برای ارزیابی اعوجاج فاز در نظر گرفته می شود. زمان حمل و نقل گروهی - GWP(یا کاهش سرعت - GVZ)

تی (w ) = db(w) / دw, (3.3)

جایی که ب (w) - مشخصه فرکانس فاز. نمای تقریبی پاسخ فرکانسی SHG در شکل 3.4 (خط 2) نشان داده شده است.

مشخصه های فرکانس تضعیف باقیمانده، تغییر فاز یا زمان انتقال گروهی را تعیین می کند اعوجاج خطی هنگامی که سیگنال های مخابراتی از طریق کانال های انتقال عبور می کنند، توسط کانال های انتقال معرفی می شوند.

وابستگی توان، ولتاژ، جریان یا سطوح آنها در خروجی کانال به توان، ولتاژ، جریان یا سطوح آنها در ورودی کانال نامیده می شود. مشخصه دامنه –اوه... کانال AX همچنین به عنوان وابستگی تضعیف باقیمانده کانال به سطح سیگنال در ورودی آن درک می شود، یعنی. آ r =j آ (آر که در)، در فرکانس ثابت مشروط مشخصی از سیگنال اندازه گیری در ورودی کانال اندازه گیری می شود، یعنی. f دور= ثابت

مشخصه دامنه کانال را می توان با وابستگی های مختلف نشان داده شده در شکل 3.5 نشان داد: U بیرون =j n (U که در) (شکل 3.5 الف، خطوط 1 و 2)، آ r = j آ (آر که در) (شکل 3.5 ب، خط 1)، آر که در =j آر (آر بیرون) (شکل 3.5 ب، خطوط 2 و 3)، که در آن عناوین زیر اتخاذ شده است: U که در , U بیرون- ولتاژ سیگنال به ترتیب در ورودی و خروجی کانال؛ آر که در ، آر بیرون - سطوح (ولتاژ، توان) سیگنال ها به ترتیب در ورودی و خروجی کانال. آ r- تضعیف باقیمانده کانال انتقال.

از بررسی نمودارهای نشان داده شده در شکل 3.5، می توان دریافت که AX دارای سه بخش است:

1) بخش غیر خطی در مقادیر ولتاژ پایین یا سطوح سیگنال در ورودی کانال. در این مورد، غیر خطی بودن AH با قابلیت مقایسه ولتاژ یا سطح سیگنال با نویز خود کانال توضیح داده می شود.

2) یک بخش خطی در مقادیر ولتاژ یا سطح سیگنال ورودی که با یک رابطه متناسب مستقیم بین ولتاژ (سطح) سیگنال در ورودی کانال و ولتاژ (سطح) سیگنال در ورودی مشخص می شود. خروجی کانال؛

شکل 3. 5. ویژگی های دامنه کانال انتقال

3) بخش با غیر خطی قابل توجه در مقادیر ولتاژ ورودی (سطح) سیگنال بالاتر از حداکثر U حداکثر (آر حداکثر) که با ظاهر مشخص می شود اعوجاج غیر خطی اگر زاویه شیب خط مستقیم مربوط به مقطع خطی AX برابر با 45 0 باشد، ولتاژ (سطح) سیگنال در خروجی کانال برابر با ولتاژ (سطح) در ورودی آن است. اگر زاویه شیب کمتر از 45 0 باشد، تضعیف در کانال اتفاق می‌افتد و اگر زاویه شیب بیشتر از 45 0 باشد، تقویت در کانال انجام می‌شود. اگر آ r > 0، سپس کانال تضعیف (تضعیف)، اگر آ r <0, то канал передачи вноситسود باقی مانده

غیرخطی ناچیز AХ در مقادیر پایین ولتاژ ورودی یا سطح سیگنال بر کیفیت انتقال تأثیر نمی گذارد و می تواند نادیده گرفته شود. غیرخطی بودن AX در مقادیر قابل توجه ولتاژ یا سطح سیگنال ورودی، فراتر از بخش خطی AX، در وقوع هارمونیک ها یا ترکیبی فرکانس های سیگنال خروجی با توجه به ق، تنها می توان به طور تقریبی میزان اعوجاج غیرخطی را تخمین زد. به طور دقیق تر، میزان اعوجاج غیرخطی در کانال ها برآورد شده است ضریب اعوجاج غیرخطی یا کاهش غیر خطی بودن

یا
, (3.4)

جایی که U 1 گرم - مقدار مؤثر ولتاژ اول (هارمونیک اساسی سیگنال اندازه گیری). U 2 گرم ,U 3 بعدی و غیره. - مقادیر ولتاژ RMS دوم، سوم و غیره. هارمونیک های سیگنال ناشی از غیر خطی بودن کانال انتقال AX. علاوه بر این، در فن آوری سیستم های مخابراتی چند کاناله، انتقال به طور گسترده ای از مفهوم استفاده می شود میرایی غیرخطی توسط هارمونیک ها

آ ng = 20 لیتر ( U 1 گرم / U n جی) =آر 1 گرم - آر n جی ,n = 2, 3 …, (3.5)

جایی که آر 1 گرم - سطح مطلق اول هارمونیکسیگنال اندازه گیری، آر n جی - سطح مطلق n-اوههارمونیک هابه دلیل غیر خطی بودن کانال AX.

کانال های دیجیتال با سرعت انتقال مشخص می شوند و کیفیت انتقال سیگنال ارزیابی می شود نرخ خطا ، که به این صورت فهمیده می شود نسبت تعداد تراشه های سیگنال دیجیتال دریافت شده با خطا به تعداد کل تراشه های سیگنال ارسال شده در طول زمان اندازه گیری

به اوش = ن اوش / ن =ن اوش / VT, (3.6)

جایی که ن اوش- تعداد عناصر پذیرفته شده اشتباه؛ ن - تعداد کل اقلام منتقل شده؛ V- نرخ باد؛ تی- زمان اندازه گیری (مشاهده).

سیستم های مخابراتی باید به گونه ای ساخته شوند که کانال ها از تطبیق پذیری خاصی برخوردار بوده و برای انتقال انواع پیام ها مناسب باشند. این خواص توسط کانال های معمولی ، پارامترها و ویژگی های آن نرمال شده است. کانال های معمولی می تواند باشد ساده،آن ها عدم عبور از تجهیزات حمل و نقل، و تشکیل دهنده، یعنی عبور از تجهیزات حمل و نقل

کانال های انتقال معمولی

کانال فرکانس تن . یک کانال انتقال آنالوگ معمولی با باند فرکانسی 300 ... 3400 هرتز و با پارامترها و ویژگی های نرمال شده نامیده می شود. کانال فرکانس تن - KTCH.

نرمال شده (مقدار اسمی) سطح نسبی (اندازه گیری) در ورودی CTF برابر است با آر که در = - 13dBm 0، در خروجی KTCH آر بیرون = + 4dBm 0. فرکانس سیگنال اندازه گیری در نظر گرفته می شود f دور = 1020هرتز(قبلا 800 هرتز). بنابراین، میرایی باقیمانده اسمی CTF است آ r = - 17دسی بل، یعنی CTCH افزایشی برابر با 17 معرفی می کند دسی بل.

KTCH با پهنای باند به طور موثر منتقل می شود (طول مرکب و حداکثر) باندی است که در فرکانس های شدید آن (0.3 و 3.4 کیلوهرتز) میرایی باقیمانده Ar 8.7 دسی بل بیشتر از تضعیف باقی مانده در فرکانس 1020 هرتز (قبلاً 800 هرتز) است.

پاسخ فرکانس انحرافات میرایی باقیمانده دیآ rاز مقدار اسمی (- 17 دسی بل) باید در داخل باقی بماند قالبنشان داده شده در شکل 3.6.

برنج. 3.6. الگوی انحرافات مجاز میرایی باقیمانده CTF

برای برآوردن الزامات پاسخ فرکانسی تضعیف باقیمانده، بی نظمی آن برای یک کانال ساده با طول 2500 کیلومتر باید در توزیع مجدد نشان داده شده در جدول قرار گیرد. 3.1.

جدول 3.1

f، کیلوهرتز
دیآ r ، دسی بل

اعوجاج فرکانس فاز تأثیر کمی بر کیفیت انتقال سیگنال گفتار دارد، اما از آنجایی که QFT برای انتقال سیگنال های اولیه دیگر استفاده می شود، اعوجاج فرکانس فاز بزرگ یا پاسخ فرکانس ناهموار زمان انتقال گروه (GTP) غیرقابل قبول است. بنابراین، انحراف GWP از مقدار آن در فرکانس 1900 نرمال می شود. هرتزبرای یک کانال ساده به طول 2500 کیلومتر، جدول 3.2.

جدول 3.2

f,کیلوهرتز

Dt,اماس

به طور طبیعی، برای کانال های کامپوزیت، انحرافات GWG به تعداد کانال های ساده ای است که کامپوزیت را سازماندهی می کنند.

مشخصه دامنه CTF به صورت زیر نرمال می شود: تضعیف باقیمانده یک کانال ساده باید با دقت 0.3 ثابت باشد. دسی بلهنگامی که سطح سیگنال اندازه گیری از -17.5 به +3.5 تغییر می کند دسی بلدر نقطه ای با سطح اندازه گیری صفر در هر فرکانس در محدوده ESPC. اعوجاج هارمونیک کل برای یک کانال ساده نباید از 1.5٪ (1٪ در هارمونیک سوم) در سطح انتقال اسمی در فرکانس 1020 تجاوز کند. هرتز.

استانداردسازی همچنین به درجه هماهنگی مقاومت های ورودی و خروجی CTF با مقاومت مدارهای خارجی - بارها مربوط می شود: مقاومت داخلی منبع سیگنال های ارسالی و مقاومت بار. مقاومت ورودی و خروجی CTF باید کاملاً فعال و برابر باشد آر که در =آر بیرون = 600اهم... ورودی و خروجی کانال باید باشد متقارن، ضریب بازتاب هاد یا عدم تطابق پوسیدگی(بازتاب ها)آ د برابر، به ترتیب، نباید از 10٪ یا 20 تجاوز کند دسی بل.

(3.7)

نباید از 10 یا 20 تجاوز کند دسی بل... در اینجا Z n اسمی است و Z p مقدار واقعی مقاومت است.

یکی از شاخص های مهم کیفیت انتقال بر روی CTCH قدرت تداخل است که توسط دستگاه خاصی به نام اندازه گیری می شود پسوفومتر ("Psophos" - در یونانی به معنی سر و صدا). پسوفومتر یک ولت متر با مشخصه یکسوسازی قانون مربع است. انتخاب این مشخصه با این واقعیت توضیح داده می شود که گوش نویز منابع فردی را از نظر توان اضافه می کند و توان متناسب با مجذور ولتاژ یا جریان است. پسوفومترها با ولت مترهای درجه دوم معمولی به دلیل وابستگی فرکانس حساسیت آنها متفاوت هستند. این وابستگی حساسیت متفاوت گوش را در فرکانس‌های فردی که در طیف تداخل و نویز قرار دارند در نظر می‌گیرد و با وزن‌دهی شکل می‌گیرد. پسوفومتریکفیلتر

هنگامی که ولتاژ به ورودی پسوفومتر با فرکانس 800 اعمال می شود هرتزبا یک سطح اندازه گیری صفر، قرائت آن برابر با 775 خواهد بود mV... برای به دست آوردن یک مقدار در فرکانس های مختلف، سطوح باید بیشتر باشد. ولتاژ تداخل اندازه گیری شده توسط psophometer U psof، مربوط به ولتاژ موثر است U effنسبت U psof = ک پ × U eff، اینجا ک پ = 0.75 نامیده می شود ضریب پسوفومتریک

ولتاژ تداخل یا نویز که با یک پسوفومتر اندازه گیری می شود، نامیده می شود استرس پسوفومتریک... توان توسط ولتاژ psophometric در برخی از مقاومت ها تعیین می شود آرنامیده میشود قدرت پسوفومتریک،که برابر است پ psof = ک پ × U 2 eff / آر = 0,56U 2 eff آر.

میانگین سطح توان تداخل با یک طیف یکنواخت در طول اندازه گیری های psophometric در باند فرکانسی 0.3 ... 3.4 ظاهر می شود. کیلوهرتزتوسط 2.5 دسی بل(یا 1.78 برابر) کمتر از اندازه گیری مقادیر مؤثر (موثر). قدر 2.5 دسی بلتماس گرفت ضریب psophometric لگاریتمی.

توان psophometric تداخل در نقطه ای با سطح صفر اندازه گیری CTF حداکثر طول، متشکل از حداکثر تعداد کانال های ساده، نباید از 50000 تجاوز کند. pwp 0 (پیکووات پسوفومتریکدر نقطه سطح نسبی صفر). مقدار متناظر موثر ( بدون وزن) قدرت تداخل مجاز 87000 است pW.توان تداخل روانسنجی یک کانال ساده به طول 2500 کیلومترنباید از 10000 تجاوز کند pwp 0.

مقادیر مجاز میانگین و حداکثر توان سیگنال های تلفن در ورودی CTF نیز نرمال شده است: در نقطه صفر سطح نسبی، مقدار توان متوسط ​​32 است. μWو اوج آن 2220 است μW.