Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Информация, сообщение, сигналы

Лекция № 5

Тема лекции: Основы передачи дискретных сообщений.

Цель: Изучить основные понятии и определения основ передачи дискретных сообщений.

 

Учебные вопросы:

1. Информация, сообщение, сигналы.

2. Структурная схема системы ПДС.

Под термином “информация” понимают различные сведения, которые поступают к получателю. В литературе можно встретить следующее определение: информация — это сведения, являющиеся объектом передачи, распреде­ления, преобразования, хранения или непосредственного исполь­зования. Это могут быть сведения о результатах измерения, наблюдения за каким-либо объектом и т. п. В дальнейшем нас будут интересовать лишь вопросы, связанные с информацией как объ­ектом передачи.

Сообщение является формой представления информации. Одно и то же сведение может быть представлено в различной форме. Например, сведение о часе приезда вашего приятеля может быть передано по телефону или же в виде телеграммы. В первом случае имеем дело с информацией, представленной в непрерывном виде (непрерывное сообщение). Будем считать, что это сообщение вырабатывается некоторым источником — в данном случае источником непрерывных сообщений. Во втором случае информа­ция представлена в дискретном виде (дискретное сообщение). Это сообщение вырабатывается источником дискретных сообщений.

При передаче сведений по телеграфу информация заложена в буквах, из которых составляются слова, и цифрах. Очевидно, что на конечном отрезке времени число букв или цифр, называемых в дальнейшем символами, является конечным. Это и является отличительной особенностью дискретного, или счетного, сообщения. В то же время число различных возможных значений звукового давления, измеренное при разговоре, даже на конечном отрезке времени будет бесконечным. В дальнейшем будем рассматривать только вопросы передачи дискретных сообщений.

Информация, содержащаяся в сообщении, передается получателю по каналу передачи дискретных сообщений (рис. 1). Рассмотрим основные характеристики тракта передачи, в состав которого входят источник (ИС) и получатель (ПС) дискретных сообщений.


Рис. 1. Тракт передачи дискретных сообщений

 

Источник дискретных сообщений характеризуется алфавитом передаваемых символов А. Пусть объем (число символов) этого алфавита К, а вероятность выдачи символа aiA(1iK) равна p(ai). К числу основных информационных характеристик источника сообщений относятся: количество информации в отдельных символах, энтропия и производительность источника сообщений.

Количество информации в передаваемом символе определяется в битах. Чем меньше вероятность появления того или иного символа (сообщения), тем большее количество информации извлекается при его получении. Если источник может выдать один из двух независимых символов (а1 и а2) и первый из них выдается с вероятностью р(а1) = 1, то символ а1 не несет информации, ибо он заранее известен получателю. Единицей измерения количества информации является бит. Производное от английского binary digit или короче bit.

Было предложено определять количество информации, которое приходится на один символ аi, выражением

Среднее количество информации Н(А), которое приходится на один символ, поступающий от источника без памяти, получим, при­менив операцию усреднения по всему объему алфавита:

Выражение известно как формула Шеннона для энтропии источника дискретных сообщений. Энтропия — это мера неопределённости в поведении ИС. Она равна нулю, если с вероятностью единица источником выдается всегда одно и то же сообщение (в этом случае неопределенность в поведении ИС отсутствует). Энтропия максимальна, если символы источника появляются независимо и с одинаковой вероятностью.

Определим энтропию ИС для К=2 и р(а1) =р(а2) =0,5. Тогда

Следовательно, 1 бит — это количество информации, которое переносит один символ источника дискретных сообщений в том случае, когда алфавит источника состоит из двух равновероятных символов.

 

Рис. 2. Принцип передачи сообщений

Если в предыдущем примере взять р(а2)р(а2), то Н(А)<< 1 бит/символ. Таким образом, бит — максимальное среднее количество информации, которое переносит один символ ИС в том случае, когда алфавит источника включает два независимых символа.

Среднее количество информации, выдаваемое источником в единицу времени, называют производительностью источника и определяют по формуле:

Н'(А)=Н(А)/Т (1)

где Т — среднее время, отводимое на передачу одного символа, с.

Для канала ПДС вводят аналогичную характеристику — скорость передачи информации по каналу (R). Она определяется количеством бит, передаваемых в секунду. Максимально возможное значение скорости передачи информации по каналу при заданных условиях называют пропускной способностью канала и обозначают буквой С.

Сообщение, поступающее от источника, преобразуется в сигнал, который является его переносчиком в системах ПДС. На приёмной стороне сигнал преобразуется в сообщение. Система ПДС обеспечивает доставку сигнала из одной точки пространства в другую с заданными качественными показателями. Система передачи сообщений, в состав которой входят преобразователи сообщение — сигнал — сообщение, приведена на рис. 2. Преобразование сообщения в сигнал в телеграфных системах выполняет передающая часть телеграфного аппарата.

Различают четыре вида сигналов s(t): непрерывный непрерывного времени, непрерывный дискретного времени, дискретный непрерывного времени и дискретный дискретного времени.

Непрерывные сигналы непрерывного времени называют сокращённо непрерывными (аналоговыми) сигналами. Они могут изменяться в произвольные моменты, принимая любые из непрерывного множества возможных значений (рис. 3). К таким сигналам относится и известная всем синусоида.

 

Рис.3 Непрерывный сигнал Рис.4 Непрерывный сигнал

Непрерывного времени дискретного времени

 

Непрерывные сигналы дискретного времени могут принимать произвольные значения, но изменяться только в определенные, наперёд заданные (дискретные) моменты t1,t2, t3,... (рис. 4).

Дискретные сигналы непрерывного времени отличаются тем, что они могут изменяться в произвольные моменты, но их величины принимают только разрешенные (дискретные) значения (рис. 5).

Дискретные сигналы дискретного времени (сокращенно дис­кретные) (рис. 6) в дискретные моменты времени могут прини­мать только разрешенные (дискретные) значения.

 

       
 
   
 

       
   
 


Сигналы, формируемые на выходе преобразователя дискретного сообщения в сигнал, как правило, являются по информационному параметру дискретными, т. е. описываются функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений. В технике передачи данных такие сигналы называют цифровыми сигналами данных (ЦСД). Параметр сигнала данных, изменение которого отображает изменение сообщения, называется представляющим (информационным). На рис. 7 изображен ЦСД, представляющим параметром которого является амплитуда, а множество возможных значений представляющего параметра равно двум (u=U1 и u=О). Часть цифрового сигнала данных, отличающаяся от остальных частей значением одного из своих представляющих параметров, называется элементом ЦСД.

 
 

 

 
 


Фиксируемое значение состояния представляющего параметра сигнала называется значащей позицией. Момент, в который происходит смена значащей позиции сигнала, называется значащим (ЗМ). Интервал времени между двумя соседними значащими моментами сигнала называется значащим (ЗИ).

Минимальный интервал времени τо, которому равны значащие интервалы времени сигнала, называется единичным. Элемент сигнала, имеющий длительность, равную единичному интервалу времени, называется единичным.

Термин единичный элемент является одним из основных в технике передачи данных. В телеграфии ему соответствует термин элементарная посылка.

Различают изохронное и анизохронные сигналы данных. Для изохронного сигнала любой значащий интервал времени равен единичному интервалу или их целому числу. Анизохронными называются сигналы, элементы которых могут иметь любую длительность, но не менее чем min. Другой особенностью анизохронных сигналов является то, что они могут отстоять друг от друга во времени на произвольном расстоянии.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Основные характеристики вариационного ряда | Математические модели задач транспортного типа
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 1325; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.