Балтийский федеральный университет имени И. Канта
Физико-технический факультет
| Утверждаю |
| Заведующий кафедры |
| к.т.н., доцент |
| А. Шпилевой |
| «___»_________ 200__ г. |
Л Е К Ц И Я № 4
Тема: «Основные характеристики систем передачи информации»
Текст лекции по дисциплине: «Теория электрической связи»
| Обсуждена и одобрена на заседании кафедры |
| протокол №___ от «___»___________200__г. |
Г. Калининград 2012 г.
Текст лекции № 4
по дисциплине: «Теория электрической связи»
«Основные характеристики систем передачи информации»
Введение
Жизнь современного общества немыслима без обмена информацией. Передача информации осуществляется с помощью систем связи. Составным элементом любой системы связи является канал связи.
В реальных каналах связи наблюдаются помехи, искажения, шумы, которые приводят к ошибкам на приеме.
В зависимости от характера ошибок различают дискретные каналы: симметричный (все ошибки равновероятны), асимметричный (некоторые ошибки обладают большей вероятностью), без памяти (искажение символа не зависит от искажения другого), с памятью – если такая зависимость есть.
Любой канал обладает конечной пропускной способностью, характеризующей максимально возможное значение скорости передачи информации по каналу. Этот параметр канала связи необходимо знать.
Пропускная способность, помехоустойчивость и скорость передачи информации – это самые основные показатели, характеризующие любую систему связи.
В лекции будут подробно рассмотрены эти показатели. Знания характеристик систем связи помогут ВАМ в изучении всех специальных дисциплин.
Помехоустойчивость СПИ.
При оценке работы систем связи необходимо в первую очередь учитывать:
1. Точность передачи сообщений.
2. Скорость передачи информации.
Первое определяет качество передачи, второе – количество. В реальной системе связи качество передачи зависит от степени искажений принятого сообщения. Эти искажения зависят от свойств и технического состояния системы, а также от интенсивности и характера помех.
В правильно спроектированной и технически исправной системе связи необратимые искажения сообщений обусловлены лишь воздействием помех. В этом случае качество передачи полностью определяется лишь помехоустойчивостью системы.
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ – способность системы противостоять вредному влиянию помех на передачу сообщений.
Так как действие помех проявляется в том, что принятое сообщение отличается от переданного, то количественно помехоустойчивость при заданной помехе можно характеризовать степенью соответствия принятого сообщения переданному. Назовём эту величину общим термином – верность.
Количественную меру верности выбирают по – разному, в зависимости от характера сообщения и требований получателя.
Пусть сообщение представляет собой дискретную последовательность элементов из некоторого конечного множества (текст).
Влияние помехи на передачу такого сообщения проявляется в том, что вместо фактически переданного элемента может быть принят какой-либо другой. Такое событие называется ошибкой.
В качестве количественной меры верности можно взять вероятность ошибки – 
| (1.1) | |||
| где | 
| – | ошибочный элемент сообщения; | |
| – | общее число элементов сообщения. | ||
Если сообщение – непрерывная функция времени, то количественной мерой верности приёма такого сообщения будет среднеквадратичное отклонение принятого сообщения от переданного:
| (1.2) | |||
| где | 
| – | принятое сообщение; | |
| – | переданное сообщение. | ||
Черта вверху – усреднение по ансамблю случайных величин.
Как будет показано, позже верность передачи зависит:
1. От отношения средних Рс / Рп.
2. От степени отличия друг от друга сигналов, соответствующим разным сообщениям (т.е. задача состоит в том чтобы выбрать сигналы с большим различием).
3. От способа приёма (т.е. необходимо выбрать такой способ приёма, который наилучшим образом реализует различие между сигналами при данном отношении сигнала к помехе).
Следует обратить внимание на существенное отличие между аналоговыми и дискретными СПИ.
В аналоговых системах всякое, даже сколь угодно малое мешающее воздействие на сигнал, вызывающее искажение модулируемого параметра, всегда влечёт за собой погрешность в сообщении. Поэтому абсолютно точное восстановление переданного сообщения невозможно.
В дискретных СПИ ошибка при передаче сообщений возникает только тогда, когда сигнал опознаётся неправильно, но это происходит лишь при искажениях, превышающих некоторый порог.
Помехоустойчивость элементарного сигнала
Помехоустойчивостью называется способность системы правильно принимает информацию, несмотря на воздействие помех.
Элементарный сигнал – это сигнал, который может принимать значения 
или радиоимпульс.
Трансформация сигнала. Если команда, соответствующая сигналу «1», подавлена помехой, то сигнал «1» трансформировался в сигнал «0». Вероятность подавления команды обозначается как 
или как 
(вероятность трансформации «1» в «0»). Вероятность ложной команды 
возможна, если помеха возникает при отсутствии сигнала, т.е. «0» трансформируется в «1».
Правильная передача: «1» переходит в «1» 
«0» переходит в «0» 
Неправильная передача: «1» переходит в «0» 
«0» переходит в «1» 
Вероятность правильной и неправильной передачи «1» и соответственно «0» определится в соответствии с теоремой о полной группе событий:
| (1.3) |