Вход

Информационные характеристики систем передачи сообщений

Реферат по информатике и информационным технологиям
Дата добавления: 13 июня 2009
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 1.7 Мб (архив zip, 137 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ


кафедра ЭТТ










РЕФЕРАТ на тему:

«Информационные характеристики систем передачи сообщений»









МИНСК, 2008


Информационные характеристики дискретных сообщений. Краткие теоретические сведения.


Системы передачи дискретной информации – системы, в которых реализации сообщений представляют собой последовательности символов алфавита источника. Если m – объем алфавита источника дискретных сообщений, то совокупность элементарных сообщений (символов) - алфавит источника. Априорная вероятность появления символа при независимость его от предыдущих – .

В общем случае априорная вероятность появления будет условной:

, где - символы, сформированные источником до символа . Количество информации, которое несет символ, определяется формулой:.

Масштабный коэффициент зависит от выбора единицы измерения количества информации. Если единица количества информации выбирается двоичной, то и соответственно (бит)

Основные информационные свойства дискретных сообщений:

1.Свойство аддитивность:

,

где q – количество символов в сообщении,

а принимает одно из значений в пределах от 1 до m.

2. Среднее количество информации, приходящейся на один символ источника сообщений, при условном характере априорной вероятности:

3. Среднее количество информации, приходящейся на один символ источника сообщений, при зависимости вероятности появления очередного символа только от вероятности появления предыдущего символа:

4. Среднее количество информации, приходящейся на один символ, при независимости символов источника сообщений:

является определением энтропии источника дискретных сообщений.

5. Максимальная энтропия источника имеет место при независимости и равновероятности символов сообщения ():

6. Коэффициент избыточности:

,

где и – относительная скорость передачи информации, характеризует возможность оптимизации скорости передаваемой информации.

Устранение избыточности позволяет сократить объем сообщения, а следовательно, повысить скорость передачи информации.

В канале с помехой передаваемая информация частично искажается.

Рис. 1

Как показано на рис. 1, передаваемой сообщение под влиянием помехи n(t) на выходе канала связи преобразуется в сообщение . Если дискретный стационарный канал без памяти, то и длительности символов на выходе и входе канала одинаковы. Тогда скорость передачи информации как среднее количество информации, получаемое в единицу времени, определяется выражением:

,

где – частота посылки символов, а – среднее количество взаимной информации в множестве символов относительно множества символов :

В формуле – условная энтропия множества символов X при данном множестве Y, определяющая среднее количество потерянной информации из-за влияния помех; - условная энтропия множества символов Y при данном множестве X, определяющая шумовую энтропию; - энтропия множества символов Y:

,

,

,

Где - вероятность ошибки воспроизведения символа .

Скорость передачи информации определяется формулой:

(бит/с)

Пропускная способность дискретного канала связи определяется следующим выражением:

,

где


В каналах без помех .


Информационные характеристики непрерывных сообщений. Краткие теоретические сведения.


Источник непрерывных сообщений характеризуется тем, что в каждый момент времени сообщение может принимать бесконечное множество значений с бесконечно малой вероятностью каждого и них, и, если бы сообщение могло передаваться абсолютно точно без искажений, оно несло бы бесконечное количество информации. Однако на практике при передаче информации всегда имеют место искажения и количество информации, содержащееся в принятом непрерывном сообщении, определяется разностью значений энтропий сообщения до и после получения информации. Эта разность является конечной величиной.

Пусть - реализация непрерывного сообщения на входе канала связи, – реализация выходного сообщения; - одномерная плотность вероятности входных сообщений, - одномерная плотность вероятности выходных сообщений, - условная плотность вероятности при известном (апостериорная вероятность); - условная плотность вероятности при известном , - совместная плотность вероятности. Тогда будут иметь место следующие выражения:

  1. Энтропия источника непрерывных сообщений:

,

где - интервал квантования (точность измерения);

  1. Дифференциальная энтропия источника непрерывных сообщений:

б,

Определяющая количество информации в битах, приходящейся в среднем на один отсчет.

  1. Максимальная дифференциальная энтропия источника непрерывных сообщений:

Которая имеет место при нормальной плотности распределения случайного процесса:

,

- математическое ожидание случайной величины,

- дисперсия этой величины,

- основание натурального логарифма.

  1. Полная средняя взаимная информация:

,

где - дифференциальная энтропия сообщения на выходе канала связи:

-

дифференциальная условная энтропия, характеризующая действие шумового процесса.

  1. Для аддитивной смеси при статистической независимости нормальных процессов и помехи:

,

,

,

где и - соответственно дисперсии процессов и .

  1. Пропускная способность канала связи для нормально распределенных сообщения и помехи:

, (бит/с)

где - полоса пропускания канала.

  1. Пропускная способность канала связи при :

, (бит/с)

Где - спектральная плотность аддитивной помехи.

  1. Пропускная способность канала связи при спектральной плотности гауссовского сигнала и спектральной плотности аддитивной гауссовой помехи определяется:

,

где - полоса пропускания канала.

  1. Скорость передачи информации для гауссовских сигнала и аддитивной помехи:

(бит/с),

где - эффективная полоса частот, занимаемая информационным сигналом, .


Многоканальные системы передачи информации. Обобщенная
структурная схема, классификация, особенности применения.


Многоканальные системы передачи - которые имеют несколько каналов
передачи информации. Каждый канал приемник - передатчик.



ГКИ - генератор канальных импульсов, УУ - устройство уплотнения, КФ – канальный модулятор.



ФУ - формирующее устройство, М – модулятор, ГН – генератор несущей, ДМК – демодулятор канальный.


В зависимости от видов уплотнения:

1) линейное уплотнение;

2) нелинейное уплотнение;

3) уплотнение логического типа.

4) мажоритарное

5) компенсационное

Соответственно линейное и нелинейное разделение.

При линейном уплотнении - канальные сигналы должны быть линейно независимы. Каждый из этих сигналов не может быть получен из сигналов

этой же системы - ортогональные.

Три вида ортогональности:

1) частотная ортогональность (ЧРК);

2) временная ортогональность (ВРК);

3) структурная ортогональность - кодовая (СУ),(СРК).


Многоканальная РТС ПИ с временным уплотнением канальных сигналов.


Для организации многоканальной передачи по одной линии связи необходимы операция уплотнения каналов на передающей части системы связи и операция разделения на приемной. Информация от нескольких источников передается в многоканальной радиолинии по общему ВЧ-тракту. В результате предварительного преобразования, кодирования выходных сигналов датчика формируются канальные сигналы. Канальные сигналы объединяются по определенному правилу, в результате чего образуется суммарный групповой сигнал (уплотнение).

Два метода объединения: линейный - простое суммирование канальных сигналов, мажоритарный - использование различных функций, применяется для передачи цифровой информации. При линейном уплотнении используются ортогональные сигналы.

На основании т. Котельникова можно передавать всю информацию, содержащуюся в сигнале с ограниченным спектром в виде выборок этого сигнала через равные интервалы времени. Для передачи выборок канал используется не полностью, и поэтому, используя временное разделение, можно передавать несколько сигналов.

В приемнике отсчеты, принадлежащие каждому сигналу выделяются с помощью соответствующих устройств. Частота выборок не меньше 2Фм, Фм– максимальная частота спектра передаваемого сообщения. Если выборку делать с более высокой частотой появятся защитные интервалы.



Величины С1, С2, С3, Сн преобразуются датчиками (Д), вх. сигналы датчиков поступают на первичные модуляторы (М – АИМ, ШИМ, ФИМ, КИМ).

Эти импульсы возникают в заданные моменты времени каждого канала. Работой коммутатора управляет ГТИ.

Такт. Импульсы также подаются на синхронизатор (С), синхроимпульсы должны по какому-либо параметру отличаться от канальных импульсов.

Коммутаторы в приемной и передающей частях должны работать синхронно. В синхронизаторе на приемной стороне синхронизатора. Импульсы отделяются и формируются. Напряжение, используемое для управления коммутатором. Он подключает канальные импульсы к соответстсвующим демодуляторам.


Многоканальная РТС ПИ с частотным уплотнением канальных сигналов.


В системах с ЧРК используются канальные сигналы, частотные спектры которых располагаются в не перекрывающихся частотных полосах. Формирование канальных сигналов при помощи АМ, ЧМ, ФМ, чтобы средние частоты спектров канальных сигналов соответствовали средним частотам отведенных полос каждого канала. Разделение с помощью частотных фильтров.



ГН – генератор несущей, ЛПР – производится выделение группового сигнала с помощью демодулятора.



Ф – фильтра, П – получатель.


Многоканальная РТС ПИ с уплотнением канальных сигналов по форме (кодовое линейное уплотнение).

I——|


Достоинства:

1) высокая потенциальная помехоустойчивость;

2) высокая информационная защищенность;

3) энергетическая скрытность системы;

4) возможно специальное помехоустойчивое кодирование группового сигнала;

5) универсальность. Недостатки:

1) повышенная сложность системы;

2) многоуровневый сигнал сложнее обрабатывается цифровым образом;

3) требуется время для выхода системы в синхронный режим;

4) количество уплотняемых каналов не превышает сотни.




ЛИТЕРАТУРА


  1. Охрименко А.Е. Основы извлечения, обработки и передачи информации. (В 6 частях). Минск, БГУИР, 2004.

  2. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Реброва Т.Б.. Радиоэлектроника и медицина. –Мн. – Радиоэлектроника, 2002.

  3. Медицинская техника, М., Медицина 1996-2000 г.

  4. Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств, М., Радио и связь, 2006.

  5. Чердынцев В.В. Радиотехнические системы. – Мн.: Высшая школа, 2002.

  6. Радиотехника и электроника. Межведоств. темат. научн. сборник. Вып. 22, Минск, БГУИР, 2004.


© Рефератбанк, 2002 - 2017