Приведите принципы построение систем передачи информации

Приведите принципы построение систем передачи информации

Под информацией понимают совокупность сведений о состоянии той или иной системы, о каких-либо событиях, явлениях и т. д. Для передачи информации используется какой-либо язык.

Язык характеризуется совокупностью символов, знаков и правил.

Совокупность физических элементов (знаков, символов) содержащих информацию называют сообщением.

Для передачи информации необходимо выполнить следующие действия:

1) преобразовать сообщение в электрический сигнал;

2) передать электрический сигнал по среде передачи;

3) преобразовать электрический сигнал в сообщение.

Под системами передачи информации (СПИ) будем понимать совокупность технических средств, предназначенных для передачи информации и характеризуемых определённым способом преобразований сообщения в электрический сигнал на передающей стороне и преобразованием электрического сигнала в сообщение на приёмной стороне.

Принципы построения систем передачи информации

Полезные сообщения S(t) такие, как, например, речь, данные, видеоизображения и пр. отображаются однозначным образом в множество электрических сигналов {u_S(t)} на передающей стороне.

Сложность передачи сообщений заключатся в том, что передаваемый u_S(t) и принимаемый u^*_S(t) электрические сигналы отличаются друг от друга из-за того, что кроме полезного сигнала в канале связи действуют мешающие колебания (шум n(t)).

Поэтому в общем случае

u * _S ( t ) ≈ u_S ( t ),

Разница Δt = u*_S(t)– u_S(t) представляет собой электрические колебания совокупности шума n(t) и помех П(t):

Δt = n ( t ) + П( t ).

Основные принципы:

1. Для передачи сообщений служит алфавит (слова, буквы), ставящий в соответствие сообщению сигналы. Сигналов должно быть столько, чтобы возможной оказалась передача всех сообщений. Сигналы должны различаться.

2. При передаче сообщений важнейшей характеристикой является соотношение мощности полезного сигнала и мешающего шума.

Основные принципы:

Обобщённые структурные схемы систем передачи информации

Линия связи – это совокупность технических средств, служащих для организации на единой технической основе одного или нескольких каналов связи.

Классификация СПИ:

- по количеству каналов: одноканальные, многоканальные;

- по виду сообщений: аналоговые, дискретные, цифровые.

Одноканальная аналоговая СПИ предназначена для передачи сообщений по одной линии связи и имеет вид, показанный на рисунке

ИС – источник сигнала;

КИ – кодер источника, в нём происходит преобразование сообщения в электрический сигнал;

КС – канал связи (конкретная физическая среда), на выходе которого действует сигнал

y(t) = u_s(t)+n(t);

М – модулятор, предназначен для согласования параметров электрического сигнала на выходе КИ с параметрами КС;

ДМ – демодулятор, служит для обратного преобразования (по сравнению с модулятором) сигнала из канала связи в сигнал сообщения;

ДКИ – декодер источника, преобразует сигнал сообщения в удобный для восприятия абонентом вид;

ПС – получатель сообщения.

Нарисуйте структурную схему одноканальной аналоговой системы передачи информации

Приведите характеристики систем передачи информации

Система передачи информации - это совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу сообщений на расстояние.

Характеристики надёжности:

- надёжность – свойство средства связи функционировать без отказов;

- долговечность – свойство средства связи функционировать без отказов некоторый промежуток времени с заданной вероятностью;

- ремонтопригодность – способность ремонта при отказах;

- коэффициент готовности (Kг) – вероятность безотказной работы в заданный момент времени;

- время наработки на отказ – интервал времени, за который наступает отказ.

Избыточность источника

Как было показано ранее, энтропия максимальна при равновероятном выборе элементов сообщений и отсутствии корреляционных связей. При неравномерном распределении вероятностей и при наличии корреляционных связей между буквами энтропия уменьшается.

Чем ближе энтропия источника к максимальной, тем рациональнее работает источник. Чтобы судить о том, насколько хорошо использует источник свой алфавит, вводят понятие избыточности источника сообщений: ячс& (9)

или

Наличие избыточности приводит к загрузке канала связи передачей лишних букв сообщений, которые не несут информации (их можно угадать и не передавая).

Однако, преднамеренная избыточность в сообщениях иногда используется для повышения достоверности передачи информации – например, при помехоустойчивом кодировании в системах передачи информации с исправлением ошибок любой язык, в том числе и русский или английский имеет избыточность до 50%. Благодаря избыточности обеспечивается понимание речи при наличии дефектов в произношении или при искажениях речевых сигналов в каналах связи.

Для узкополосного сигнала:

Где A(t) и Ф(t) – медленно меняющиеся функции

Где – фазовый сдвиг канала

При прохождении сигналов через каналы с детерминированными характеристиками необходимо решить две задачи:

– найти корреляционную функцию Ry(t) на выходе канала связи;

– найти многомерную функцию распределения Wn(t). Преобразование в линейных цепях происходит в соответствии с линейным уравнением:

Если параметры канала связи зависят от времени, то

Где – импульсная характеристика и

Задача нахождения Wn(t) на выходе линейного преобразователя очень сложна даже в случае одномерного распределения. Основные закономерности линейного преобразования: случайный процесс с гауссовским законом распределения остаётся гауссовским, негауссовский – нормализуется

Пример.

Группа ошибок, ограниченная двумя крайними ошибочными элементами, называется пакетом (пачкой) ошибок.
Длина L пачки ошибок – важный параметр, так как его используют при выборе помехоустойчивых кодов.

Универсальной модели потока ошибок не существует. В настоящее время можно выделить две группы моделей:

– независимые ошибки;

– групповые ошибки