Cтраница 3
В настоящее время разработано большое количество моделей непрерывных каналов, различных по сложности математического описания, требуемым исходным данным и погрешностям описания реальных каналов. Наиболее распространены следующие модели: идеальный канал, гауссов канал, гауссов канал с неопределенной фазой, гауссов однолучевой канал с замираниями, гауссов многолучевой канал с замираниями и сосредоточенными аддитивными помехами. Для анализа реальных каналов в конкретных условиях обычно выбирают такую модель, которая приводит к не слишком трудоемким решениям задач и в то же время обладает погрешностями, допустимыми в инженерных расчетах. [31]
С канала связи ( иначе говоря, о емкости канала) мы уже упоминали в § 8.2, где выяснили, в частности, что единица измерения С есть бит / с. Настало время уточнить содержание этого понятия и рассмотреть его применительно не только к идеальному каналу связи, но и к каналу с помехами. [32]
Амплитудная характеристика ка-на входе канала, что они нала делаются меньше постоянного по величине уровня собственных шумов усилителей и линейных шумов канала. В соответствии с нормами амплитудные характеристики реальных каналов не должны отклоняться от амплитудных характеристик идеального канала больше, чем на 0 035 неп при увеличении номинального уровня на входе канала на 0 8 неп. [33]
Предположим, что камера сфокусирована таким образом, что ее развертывающая апертура представляет собой математическую точку. Допустим также, что точка объекта находится непосредственно на линии развертки, что сигналы передаются по идеальному каналу с неограниченно широкой полосой пропускания, который свободен от паразитных сигналов и от искажений любого типа, что все четырехполюсники имеют линейные амплитудные характеристики и что геометрия соответственного растра сигнала одинакова с таковой для стандартного растра системы. [34]
Шумы передающего устройства и канала связи, как это принято в телевидении, приводят ко входу передающего устройства. Для нашего случая это означает, ч го шумы добавляют к передаваемому распределению интенсивности и считают, что информация о полученном распределении передается по идеальному каналу без шумов. [35]
Идеальным называют канал, ошибки в котором отсутствуют. Для передачи сообщений по каналу символы кодируют и преобразуют в электрические кодовые сигналы. В идеальном канале между элементами кодовых сигналов на входе и элементами сигналов на выходе существует однозначное соответствие. [36]
Следовательно, если энтропия двоичного кодера максимальна, среднее число кодовых символов в комбинациях минимально и равно энтропии источника. Эта опенка показывает, к чему необходимо стремиться при выборе способа эффективного кодирования. Теорема Шеннона для идеального канала утверждает, что такие способы кодирования существуют. [37]
Для анализа каналов разрабатывают математические модели каналов, которые включают описание помех, структур и параметров линейных и нелинейных операторов, отражающих преобразования сигналов в каналах. Математические модели отличаются сложностью математического описания работы канала, требуемыми исходными данными для анализа, погрешностями описания и получаемыми с помощью моделей результатами. Принимают следующие модели: идеальный канал, гауссов канал без искажений сигналов, гауссов канал с неопределенной фазой, гауссов одно-лучевой канал с замираниями сигналов, гауссов многолучевой канал с замираниями и сосредоточенными аддитивными помехами. [38]
Рассмотрим особенности оптимального эффективного кодирования по алгоритму Шеннона - Фано. Предположим, что объем алфавита источника / и 5, основание кода тк2, вероятности появления символов: pl0 4, р2 0 35, / 73 0 1, / 74 0 1, / 75 0 05, канал идеальный. Оценим скорость передачи информации, пропускную способность и коэффициент использования идеального канала для равномерного и оптимального эффективного кодирований. [39]
Распространяясь по линии связи, информационный сигнал неизбежно трансформируется: он в той или иной мере ослабляется и искажается. Это происходит вследствие неустранимых помех ( шумов), имеющих статистический характер. Они связаны с происходящими как внутри канала, так и вокруг него случайными процессами, в основном тепловыми. Идеальных каналов связи ( каналов без помех) не существует; всякая реальная линия связи как-то ослабляет и искажает передаваемый по ней информационный сигнал. [40]
Отсюда следует вывод, что если выявлен достаточно полный набор факторов, обусловливающих сложность решения задач, то количественные значения этих факторов должны изменяться при переходе от решения этих задач по варианту А к варианту В СОИ. Каждая оперативная задача принципиально может быть решена с учетом некоторой оптимальной информации, наиболее точно отражающей объективную реальность ( состояние объекта), и адекватной индивидуальной психологической структуре ее решения. Такому отражению соответствуют субъективно оптимальные и теоретические значения факторов сложности, которые могут быть получены из анализа оптимальных способов решения задач. Любое реальное СОИ не является идеальным каналом связи, оно как бы вносит шумы в систему, статистически обусловливая некоторые отступления операторов от оптимальной стратегии действия при решении конкретной задачи. Психологический анализ деятельности операторов многих объектов показал, что, несмотря на индивидуальные различия между операторами, в среднем обнаруживается определенная, статистически достоверная тенденция в отклонении хода решения оперативных задач от оптимального в зависимости от структуры СОИ. [41]
Первая и последняя из перечисленных моделей уже описаны. Для того чтобы модель трансформации сигнала в процессе его передачи по каналу связи наиболее точно отражала реальные условия, реальные каналы связи рассматривают как самостоятельные элементы сложной системы, а каналы связи в модели между агрегатами считаются идеальными. Так, в рассматриваемой системе ( см. рис. 3.1) перемычки вместе с запорной арматурой являются реальными каналами связи, поэтому их необходимо рассматривать как отдельные элементы. Однако такой подход для сложных трубопроводных сетей приводит к резкому увеличению числа агрегатов, а следовательно, и объема оперативной памяти ЭВМ и времени счета. Значение его определяется из решения обратной задачи на основе диспетчерских данных. Кроме того, длина перемычки значительно меньше длины основной нитки, поэтому перемычки оказывают незначительное влияние на режим работы трубопроводных систем; следовательно, такие каналы связи можно рассматривать как идеальные. Модель сопряжения элементов сложной системы сетью идеальных каналов связи обеспечивает передачу сигналов между элементами. [42]
Если W измеряется в герцах, а логарифм берется по основанию 2, то пропускная способность будет иметь размерность бит / с. Теоретически ( при использовании достаточно сложной схемы кодирования) информацию по каналу можно передавать с любой скоростью R ( R С) со сколь угодно малой вероятностью возникновения ошибки. Если же R С, то кода, на основе которого можно добиться сколь угодно малой вероятности возникновения ошибки, не существует. В работе Шеннона показано, что величины S, N и W устанавливают пределы скорости передачи, а не вероятности появления ошибки. Этот график, показанный на рис. 9.2, представляет нормированную пропускную способность канала CIW в бит / с / Гц как функцию отношения сигнал / шум в канале. График, представленный на рис. 9.3, изображает зависимость нормированной полосы пропускания канала WIC в бит / с / Гц от отношения сигнал / шум канала. Иногда рис. 9.3 используется как иллюстрация компррмисса между мощностью и полосой пропускания, присущего идеальному каналу. [43]