Объем сигнала и канала связи

Найдем пропускную способность непрерывного канала, рассчитанную на один символ:

Тогда

,

где ∆F – полоса пропускания канала связи, согласованная с шириной спектра передаваемого по каналу сигнала;

Т – длительность символа источника непрерывных сообщений, равная интервалу между передаваемыми элементами непрерывного сообщения ∆t;

Н = log(1 + h²) – параметр, характеризующий энергетические свойства принимаемого сигнала, представляющего собой совокупность полезного сигнала и помех на входе приемника (приемной КОА) в полосе частот ∆F.

Если считать, что ∆F, Т и Н являются коор­динатами в трехмерном пространстве, то величина C_нк будет равна объему параллелепипеда с длиной Т, шириной ∆F и высотой Н.

Характеристики канала связи ∆F, Т и Н согласованы с характеристиками сигнала, переносящего заданное сообщение. Поэтому C_нк называют объемом сигнала и она опре­деляет максимальное среднее количество информации, которое мож­но передать по данному каналу с помощью одного символа сообщения.

Объем сигнала ∆FТН наглядно показывает, что среднее количество передаваемой информации не меняется при трансформации одних ко­ординат сигнала за счет других, т.е. одно и то же среднее количество информации можно передать по каналу, сохраняя постоянным объем сигнала, но формируя сигнал с различными значениями ∆F, Т и Н.

В общем случае канал связи характеризуется аналогичными параметрами: шириной полосы пропускания канала ∆F_к, временем работы канала Т_к и параметром Н_к, характеризующим энергетические свойства канала, описываемые возможным значением отношения мощностей сигнал/помех на входе приемника (приемной КОА) в полосе частот ∆F_к. По аналогии с понятием «объем сигнала» введен обобщенный параметр канала, определяющий его пропускную способность и называемый объемом канала:

V_к = ∆F_кТ_кН_к,

т.е. объем канала определяет потенциально возможную пропускную способность канала связи.

Если выполняется условие

∆F ≤ ∆F_к; NТ ≤ Т_к; Н ≤ Н_к,

(где N – длина сообщения), то сообщение может быть передано по каналу.

Если условие не полностью выполняется, но V_к ≥ NC_нк, то сообщение может быть передано по каналу либо после трансформации параметров сигнала, переносящего сообщение, либо после изменения характеристик канала связи, т.е. после его модернизации.

Под трансформацией параметров сигнала понимается изменение спектральных, временных или (и) энергетических характеристик сигнала.

Если условие не выполняется или выполняется не полностью и V_к < NC_нк, то сообщение не может быть передано без модернизации канала.

Контрольные вопросы

1. Что такое канал связи?

2. Элементы канала связи и их назначение.

3. Что такое канал связи в узком смысле?

4. Виды каналов связи.

5. Что означают термины «переданная информация» и «передаваемая информация».

6. Чему равно среднее количество информации, переданной по каналу, при передаче одного символа сообщения?

7. Что такое условной энтропии.

8. Почему скорость передачи информации по каналу при отсутствии помех равна производительности источника сообщений?

9. Почему скорость передачи информации по каналу при обрыве канала равна 0?

10. Что такое пропускная способность канала связи?

11. Что такое дискретный симметричныйканал передачи информации?

12. Чем отличается непрерывныйканал связи от дискретного?

13. Для чего необходимо знание пропускной способности канала?

14. Какое условие должно соблюдаться между производительностью источника сообщения и пропускной способностью канала связи?

15. Что такое объем сигнала?

16. Что такое объем канала связи?

17. Что определяет объем канала связи?

18. В чем заключается важный практический смысл, определяемый понятиями «объем сигнала» и «объем канала»?

19. При выполнении каких условий сообщение может быть передано по каналу связи?

20. При невыполнении каких условий сообщение не может быть передано по каналу связи?