Согласование характеристик сигнала и канала

Сигнал может быть охарактеризован различными параметрами. Таких параметров, вообще говоря, очень много, но для задач, которые приходится решать на практике, существенно лишь небольшое их число.

Рассмотрим три основных параметра сигнала, существенных для передачи по каналу. Первый важный параметр – это время передачи сигнала Т_х. Второй характеристикой, которую приходится учитывать, является мощность Р_х сигнала, передаваемого по каналу с определённым уровнем помех Р_Е. Чем больше значение по сравнению с P_E, тем меньше вероятность ошибочного приёма. Таким образом, представляет интерес отношение Р_Х/Р_Е .Удобно пользоваться логарифмом этого отношения, называемым превышением сигнала над помехой:

.

Третьим важным параметром является спектр частот F_x. Эти три параметра позволяют представить любой сигнал в трёхмерном пространстве с координатами H, T, F в виде параллелепипеда с объёмом T_x F_x H_x. Данное произведение носит название объём сигнала и обозначается через V_x :

V_x = T_x F_x H_x . (6.20)

Соответственно канал связи может быть охарактеризован временем использования канала Т_к (т.е. временем, в течение которого канал представлен для работы), полосой пропускания F_к и динамическим диапазоном Н_к, равным разности максимально допустимого уровня сигнала в канале и уровня помех (в логарифмическом масштабе):

Таким образом, канал также можно охарактеризовать объёмом (ёмкостью):

V_k = T_k F_k H_k. (6.21)

Для того чтобы сигнал мог быть передан по каналу, необходимо выполнение условий

T_x < T_k; F_x < F_k; H_x < H_k,(6.22)

т.е. сигнал полностью уместится в объёме V_k. При этом, конечно, V_x < V_k, однако, только этого условия недостаточно. Тем не менее, если V_x < V_k, но условие (5.21) не выполняется, сигнал может быть определённым образом преобразован, так что передача окажется возможной.

Контрольные вопросы

1. Какой канал называется каналом без помех?

2. Дайте определение скорости передачи и пропускной способности дискретного канала связи.

3. От чего зависит условная энтропия?

4. Чем определяется предельная скорость передачи по каналу элементарных сигналов?

5. Что понимается под энтропией сообщения и энтропией источника?

6. Какой код называется оптимальным для канала без шума?

7. Запишите выражения для пропускной способности дискретного канала без помех и с помехами, сравните их.

8. Приведите информационную модель канала связи.

9. Запишите выражения для пропускной способности симметричного бинарного канала поясните его.

10. Сформулируйте необходимые и достаточные условия неискаженной передачи сигнала по каналу связи.

7. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ
ПО ДИСКРЕТНОМУ КАНАЛУ БЕЗ ПОМЕХ