загрузка...
загрузка...
На головну

Швидкість передачі інформації та пропускна здатність каналу.

  1. Способи введення додаткової інформації, в тому числі використання полів, що настроюються і кодів структур.
  2. D) швидкість фонона
  3. I. Заповніть пропуски словами з рамки на підставі інформації тексту.
  4. II.6.2.) Організація і правоздатність корпорацій.
  5. VII. Розкриття інформації в бухгалтерській звітності
  6. Автоматизація введення інформації в комп'ютер
  7. Автоматизація процесу збору інформації про попит покупців

Характеризуючи дискретний канал, використовують два поняття швидкості: технічна та інформаційна.

під технічною швидкістю передачі RT, Яку називають також швидкістю маніпуляції, мають на увазі число символів (елементарних сигналів), що передаються по каналу в одиницю часу. Вона залежить від властивостей лінії зв'язку і швидкодії апаратури каналу.

З урахуванням відмінностей в тривалості символів технічна швидкість визначається як

,

де  - Середній час тривалості символу.

одиницею вимірювання  служить «Бод» - Це швидкість, при якій за одну секунду передається один символ.

інформаційна швидкість або швидкість передачі інформації визначається середньою кількістю інформації, що передається по каналу за одиницю часу. Вона залежить як від характеристик конкретного каналу (таких як обсяг алфавіту використовуваних символів, технічної швидкості їх передачі, статистичного властивості перешкод в лінії), так і від ймовірностей надходять на вхід символів і їх статистичної взаємозв'язку.

При відомій швидкості маніпуляції  швидкість передачі інформації  по каналу задається співвідношенням:

,

де  - Середня кількість інформації, що переноситься одним символом.

Для практики важливо з'ясувати, до якої межі і яким шляхом можна підвищити швидкість передачі інформації по конкретному каналу. Граничні можливості каналу з передачі інформації характеризуються його пропускною здатністю.

Пропускна здатність каналу з заданими перехідними ймовірностями дорівнює максимуму переданої інформації по всіх вхідних розподілів символів джерела X:

З математичної точки зору пошук пропускної здатності дискретного каналу без пам'яті зводиться до пошуку розподілу ймовірностей вхідних символів джерела Х, що забезпечує максимум переданої інформації  . При цьому, на ймовірності вхідних символів накладається обмеження: , .

У загальному випадку, визначення максимуму  при заданих обмеженнях можливо за допомогою мультиплікативного методу Лагранжа. Однак таке рішення вимагає надмірно великих витрат.

В окремому випадку для дискретних симетричних каналів без пам'яті пропускна здатність (максимум  , Досягається при рівномірному розподілі вхідних символів джерела X.

Тоді для ДСК без пам'яті, вважаючи заданої ймовірність помилки ? і для рівноймовірно вхідних символів = = =  = 1/2, можна отримати пропускну здатність такого каналу за відомим висловом для :

де =  - Ентропія довічного симетричного каналу при заданої ймовірності помилки ?.

Інтерес представляють граничні випадки:

1. Передача інформації по безшумному каналу (без перешкод):

,  [Біт / символ].

При фіксованих основні технічні характеристики каналу (наприклад, смузі частот, середньої та пікової потужності передавача), які визначають значення технічної швидкості, пропускна здатність каналу без перешкод буде дорівнює  [Біт / сек].

Якщо ж розглядати канал не двійковий, а з заданим алфавітом вхідних символів, тобто X = {x1, x2, ..., XM}, І його обсягом M, тоді пропускна здатність ДСК без пам'яті буде визначатися як:

 [Біт / сек],

так як  , а .

Отже, розширення обсягу алфавіту вхідних символів M призводить до підвищення пропускної здатності каналу, однак зростає і складність технічної реалізації.

 
 


Таким чином, для збільшення швидкості передачі інформації по дискретному каналу без перешкод і наближення її до пропускної здатності каналу, послідовність літер повідомлення повинна піддаватися такому перетворенню в кодере каналу, при якому різні символи в його вихідний послідовності з'являлися б по можливості равновероятно, а статистичні зв'язки між ними були відсутні б. Така процедура визначає узгодження статистичних (інформаційних) характеристик джерела повідомлення і каналу зв'язку.

2. Канал повністю зашумлен.

 біт

 [Біт / символ]

3.

У загальному випадку (при наявності перешкод) важливо підкреслити, що пропускна здатність каналу визначає найбільшу кількість інформації в одиницю часу, що може бути передано з як завгодно малою ймовірністю ?.

Гранична можливість каналу ніколи не використовується повністю. Ступінь його завантаженості характеризують коефіцієнтом використання каналу.

,

де  - Продуктивність джерела

 - Ентропія цього джерела

 - Тривалість видачі одного символу джерелом

 [Біт / сек].

Коефіцієнт каналу ? іноді називають інформаційною ефективністю каналу. А продуктивність джерела  ототожнюють зі швидкістю передачі інформації, тоді


 



загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати