Ширина полосы пропускания

Характеристики канала связи

Любой преобразователь, работа которого основана на использовании колебаний (электрических или механических), может фор­мировать и пропускать сигналы из ограниченной области частот.

Интервал частот между максимальной частотой fm и минимальной частотой fmin, используемый данным каналом связи для передачи сигналов с допустимыми искажениями, называется шириной полосы пропускания.

(∆f = fm – fmin)

Чаще всего минимальная частота канала связи fmin равна 0. Поэтому ∆f = fm полоса пропускания канала связи равна максимальной частоте передаваемого, с допустимыми искажениями, сигнала.

Максимальное значение частоты из данной полосы (fm) определяет возможную скорость передачи информации по каналу связи.

Длительность элементарного импульса может быть определена из теоремы Котельникова: t0 < T/2 = 1 / 2*fm.

Таким образом, каждые т₀ секунд можно передавать сигнал (импульс или паузу) двоичного кода. Использовать сигналы большей длительности, чем t₀, в принципе, возможно (например, 2t₀) - это не приведет к потере информации, хотя снизит скорость ее передачи по каналу. Использование же сиг­налов более коротких, чем t₀, может привести к информационным потерям, поскольку сигналы тогда будут принимать какие-то проме­жуточные значения между минимальным и максимальным, что за­труднит их интерпретацию.

Таким образом, f_m определяет длительность элементарного сигнала t ₀, используемого для передачи сообщения.

2. Пропускная способность канала связи

Если с передачей одного импульса связано количество инфор­мации I1, а передается оно за время t0, отношение I1 к t0, оче­видно, будет отражать среднее количество информации, переда­ваемое по каналу за единицу времени - эта величина является характеристикой канала связи и называется пропускной способно­стью канала С:

С = I1 / t0 (бит/с)

Производными едини­цами измерения являются:

1 Кбит/с =10³ бит/с, 1 Мбит/с = 10³ Кбит/с, 1 Гбит/с = 10³ Мбит/с.

Величину I1 можно установить из следующих соображе­ний: если первичный алфавит содержит N знаков с вероятностями появления их в сообщении рi, то по формуле Шеннона (Iср = - å pi*log2 pi) найти среднюю информацию на знак первичного алфавита. При использовании для кодирования одного знака первичного алфавита двоичного кода длиной K(2) получаем выражение для средней информации на один разряд двоичного кода:

I1 = Iср / K(2); и C = Iср / (K(2)*t0).

Количественно пропускная способность канала связи выражается максимальным количеством двоичных единиц кода информации, которую данный канал связи может передать за одну секунду.

3. Скорость передачи информации.

Пусть по каналу связи за время t передано количество инфор­мации I.

Тогда J = I / t (бит/с) – скорость передачи информации.

Соотношение между I и J: J £ I. Максимальная скорость передачи информации равна его пропускной способности.

Таким образом, для канала связи без помех основное условие обеспечения максимальной скорости передачи данных – согласование источника информации и канала связи.

Дата добавления: 2014-01-06