Тезисы к лекции. Раздел 1. Элементы систем цифровой связи

Раздел 1. Элементы систем цифровой связи.

Лекция №1. Информация. Характеристики дискретных сообщений. Цифровые сигналы данных и их основные параметры. Структурная схема ПДС.

Информация, сообщения

Информация - это сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, преобразования, хранения или непосредственного использования.

Сообщение является формой представления информации.

Характеристики источника дискретных сообщений

Сообщение поступает от источника дискретных сообщений, который характеризуется алфавитом передаваемых сообщений А = {а₁, а₂, .... а_k}.

Алфавит– есть совокупность всех возможных (различных) сообщений (знаков) данного источника.

Объем алфавита – число различных символов алфавита К.

Каждое сообщение алфавита появляется с некоторой вероятностью.

Вероятность выдачи символа (сообщения) a_i – p(a_i).

Количество информации в сообщении (символе) определяется вероятностью его появления (1.1). Чем меньше вероятность появления того или иного сообщения, тем большее количество информации мы извлекаем при его получении.

(1.1)

Энтропия. Среднее количество информации Н(А), которое приходится на одно сообщение, поступающее от источника без памяти, получим, применяя операцию усреднения по всему объему алфавита

(1.2)

Один бит - это количество информации, которое переносит один символ источника дискретных сообщений в том случае, когда алфавит источника состоит из двух равновероятных символов.

Среднее количество информации, выдаваемое источником в единицу времени, называют производительностью источника

, [бит/с] (1.3)

где t_cp - среднее время, отводимое на передачу одного символа (сообщения).

Основные характеристики канала ПДС.

Скорость передачи информации по каналу R определяется количеством бит, передаваемых в секунду. Максимально возможное значение скорости передачи информации по каналу называется пропускной способностью канала и обозначается С.

Пропускная способность непрерывного канала с белым гауссовским шумом определяется известной формулой Шеннона

(1.4)

Сигнал – форма сообщения для передачи по каналу связи.

Виды сигналов.

Различают четыре вида сигналов: непрерывный непрерывного времени, непрерывный дискретного времени, дискретный непрерывного времени и дискретный дискретного времени.

Непрерывные сигналы непрерывного времени называют сокращенно непрерывными (аналоговыми) сигналами. Они могут изменяться в произвольные моменты, принимая любые значения из непрерывного множества возможных значений(рисунок 1.2). К таким сигналам относится и известная всем синусоида.

Рисунок 1.2 - Непрерывный сигнал непрерывного времени

Рисунок 1.3 - Непрерывный сигнал дискретного времени

Непрерывные сигналы дискретного времени могут принимать произвольные значения, но изменяться только в определенные, наперед заданные (дискретные) моменты моменты t₁, t₂, t₃, ... согласно рисунку 1.3.

Дискретные сигналы непрерывного времениотличаются тем, что они могут изменяться в произвольные моменты, но их величины принимают только разрешенные (дискретные) значения согласно рисунку 1.4.

Дискретные сигналы дискретного времени (сокращенно дискретные) (рисунок 1.5) в дискретные моменты времени могут принимать только разрешенные (дискретные) значения.

Рисунок 1.4 - Дискретный сигнал непрерывного времени

Рисунок 1.5 - Дискретный сигнал дискретного времени

Основные определения, относящиеся к ЦСД.

Сигналы, формируемые на выходе преобразователя дискретного сообщения, называют цифровыми сигналами данных (ЦСД).

В технике передачи данных такие сигналы называют цифровыми сигналами данных (ЦСД).

Рассмотрим далее основные определения, относящиеся к ЦСД.

Представляющий (информационный) параметр сигнала данных - параметр сигнала данных, изменение которого отображает изменение сообщения.

На рисунок 1.6. изображен ЦСД, представляющим параметром которого является амплитуда, а множество возможных значений представляющего параметра равно двум (U=U₁ и U=0).

Рисунок 1.6 - Цифровой сигнал данных

Элемент ЦСД - часть цифрового сигнала данных, отличающаяся от остальных частей значением одного из своих представляющих параметров.

Значащая позиция - фиксируемое значение состояния представляющего параметра сигнала.

Значащим моментом (ЗМ) - момент, в который происходит смена значащей позиции сигнала.

Значащим интервалом времени - интервал времени между двумя соседними значащими моментами сигнала.

Единичный интервал - минимальный интервал времени, которому равны значащие интервалы времени сигнала.

Единичный элемент (е.э.) - элемент сигнала, имеющий длительность, равную единичному интервалу времени.

Различают изохронные и анизохронные сигналы данных.

Изохронные сигналы это сигналы, для которых любой значащий интервал времени равен единичному интервалу или их целому числу.

Анизохронными называются сигналы, элементы которых могут иметь любую длительность, но не менее чем τ_min. Кроме того, анизохронные сигналы могут отстоять друг от друга на произвольном расстоянии.

Структура системы передачи дискретных сообщений

Структурная схема системы ПДС изображена на рисунке 1.1 Источник и получатель сообщений вместе с преобразователем сообщения в сигнал в состав системы ПДС не входят.

Рисунок 1.1. Структурная схема системы передачи

дискретных сообщений

Кодер источника. Сообщение, поступающее от источника сообщений, в ряде случаев содержит избыточность. Это обусловлено тем, что символы , входящие в сообщение, могут быть статистически связаны. Это позволяет часть сообщения не передавать, восстанавливая его на приеме по известной статистической связи.

Избыточность приводит к тому, что за заданный промежуток времени будет передано меньше сообщений, и, следовательно, менее эффективно будет использоваться канал передачи дискретных сообщений. Задачу устранения избыточности на передаче в СПДС выполняет кодер источника.

Кодер канала. С целью повышения верности передачи используется избыточное кодирование, позволяющее на приеме обнаруживать или даже исправлять ошибки.

В процессе кодирования осуществляется преобразование исходной кодовой комбинации в другую кодовую комбинацию с избыточностью. На приемном конце декодер канала осуществляет обратное преобразование (декодирование), в результате которого получаем комбинацию исходного кода. Часто кодер и декодер канала называют устройствами защиты от ошибок (УЗО).

Устройство преобразования сигнала. С целью согласования кодера канала и декодера канала с непрерывным каналом связи используются на передаче и приеме устройства преобразования сигналов (УПС).

Каналы.

Непрерывный канал. Это канал связи предназначенный для передачи непрерывных (аналоговых) сигналов. Например, абонентская телефонная линия, канал ТЧ.

Дискретный канал. Совместно с каналом связи УПС образуют дискретный канал, то есть канал, предназначенный для передачи только дискретных сигналов (цифровых сигналов данных).

Различают синхронные и асинхронные дискретные каналы.

В синхронных дискретных каналах ввод каждого единичного элемента производится в строго определенные моменты времени и они предназначены для передачи только изохронных сигналов.

По асинхронному каналу можно передавать любые сигналы - изохронные, анизохронные.

Расширенный канал. Дискретный канал в совокупности с кодером и декодером канала (УЗО) называется расширенным дискретным каналом (РДК).

В технике передачи данных РДК называют каналом передачи данных.

Полунепрерывный канал (дискретный канал непрерывного времени).

В системе ПДС иногда выделяют дискретный канал непрерывного времени.

Для определения выхода данного канала необходимо более детально рассмотреть УПС приема. Он состоит из демодулятора, порогового устройства и регенератора. Выход ПУ одновременно является и выходом дискретного канала непрерывного времени.

Если на выходе дискретного канала имеем сигнал, являющийся дискретной функцией дискретного времени, то на выходе полунепрерывного канала сигнал является дискретной функцией непрерывного времени. (Он же канал постоянного тока).

Дата добавления: 2014-03-22; просмотров: 442; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!