69638

Обчислення швидкості передачі інформації і пропускної здатності каналів зв’язку

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Обчислення швидкості передачі інформації і пропускної здатності каналів звязку В умовах відсутності завад швидкість передачі інформації визначається кількістю інформації що переноситься символом повідомлення за одиницю часу і рівна де...

Украинкский

2014-10-08

63 KB

4 чел.

PAGE  2

Лекція 10. Обчислення швидкості передачі інформації і

пропускної здатності каналів зв’язку

В умовах відсутності завад швидкість передачі інформації визначається кількістю інформації, що переноситься символом повідомлення за одиницю часу, і рівна

  ,

де  n – кількість символів, що виробляється джерелом повідомлень за одиницю часу;

 H – ентропія (невизначеність), яка усувається при отриманні одного символу повідомлень, що виробляються даним джерелом.

Швидкість передачі інформації також може обчислюватись як

  ,     де – час передачі одного символу.

Швидкість передачі інформації завжди визначається відносно первинного алфавіту і залежить від його ентропії. А швидкість передачі сигналів обчислюється відносно вторинного алфавіту, якщо апаратура забезпечує передачу усіх якісних його ознак. Швидкість передачі сигналів обчислюється за формулою.

,     де – час передачі одного символу вторинного алфавіту.

Таким чином, швидкість передачі інформації залежить від інформаційних характеристик джерела повідомлень, а швидкість передачі сигналів – від швидкодії апаратури. Ці величини не слід плутати, оскільки вони обчислюються за різними формулами і мають різну розмірність.

Для повідомлень, складених з рівноімовірних взаємонезалежних символів однакової тривалості, швидкість передачі інформації обчислюється так:

  .

У випадку нерівноімовірних символів однакової тривалості

  .

У випадку нерівноімовірних і взаємозалежних символів різної тривалості

  

Пропускна здатність (або ємність) каналу зв’язку – це максимальна швидкість передачі інформації по даному каналу зв’язку. Нагадаємо, що під каналом зв’язку розуміється сукупність засобів, призначених для передачі інформації від заданого джерела повідомлень до адресата. Отже, .

Для двійкового коду .

При наявності завад пропускна здатність каналу зв’язку обчислюється так:

 

Пропускна здатність реальних каналів зв’язку обчислюється за допомогою імовірностей помилкового (неправильного) прийому , які враховують дію завад. При цьому імовірність правильного прийому . Канал, в якому імовірності помилкових переходів однакові та імовірності правильного прийому одного символу дорівнює правильному прийому іншого символу, називаються симетричними.

В дійсності не існує абсолютно симетричних каналів зв’язку на інтервалі слова. Канали можуть бути симетричними на нескінченному участку. Практично симетричними каналами вважаються канали з близькими імовірностями прийому якісних ознак. Ряд каналів принципово несиметричні: це кабельні канали з цифровим зв’язком, канали з пасивною паузою. Однак, багато каналів з достатньою точністю описуються моделлю симетричного каналу.

Властивості симетричного каналу зв’язку:

  1.  Ентропії джерела та приймача рівні: .
  2.  Умовна ентропія симетрична: .
  3.  Середня кількість інформації в прийнятому ансамблі відносно переданого:

.

  1.  Канальна матриця зі сторони джерела і з боку приймача має однаковий вигляд.
  2.  В канальних матрицях сума імовірностей в кожному рядку і в кожному стовпці рівна одиниці.
  3.  Пропускна здатність від джерела до приймача дорівнює пропускній здатності від приймача до джерела.

Розглянемо швидкість передачі інформації симетричного бінарного каналу. Бінарним називається канал зв’язку, в якому повідомлення передаються за допомогою двох якісних ознак.

Оскільки в симетричному бінарному каналі  і , тоді

.

Пропускна здатність .

Пояснення 1+. З симетрії випливає, що максимальна швидкість передачі інформації буде для джерел, в яких імовірність передачі 0 і 1 рівні, тобто , а


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34682. Хімічні процеси в стратосфері 99.5 KB
  У стратосфері на висотах менше 50 км відбувається утворення озону за реакцією O2 O → O3 Нестабільна молекула озону в збудженому стані O3 перетворюється в стабільну молекулу озону в результаті реакції з так званою третьою часткою в якості якої виступають молекули кисню і азоту що містяться в повітрі в найбільшій кількості: O3 M → O3 M 107 кДж Швидкість утворення озону пропорційна добутку концентрацій що беруть участь у реакціях частинок. Таким чином існує максимум швидкості утворення озону який припадає на...
34683. Аерозоль і клімат 311.5 KB
  Оцінка прямого впливу аерозолів на радіаційний баланс дає досить широкі Schätzungen der direkten Wirkung von erosolen uf den Strhlungshushlt zeigen eine reltiv große Bndbreite und beruhen weitgehend uf Modellstudien die nicht nur für die vorindustrielle Zeit sondern uch für die Gegenwrt schwer zu verifizieren sind. Die Unsicherheiten beruhen zum einen druf dss selbst der ktuelle tmosphärische Gehlt einzelner erosolrten nicht genu feststeht zum nderen druf dss die Größenverteilung die chemische Zusmmensetzung die Mischung und die...
34684. Водяной пар в атмосфере и гидрологический цикл 44.5 KB
  В отличие от большинства других присутствующих в атмосфере газов содержание водяного пара может очень сильно меняться. По мере того как молекулы воды переходят в воздух давление пара в воздухе увеличивается. Если температура воздуха продолжает увеличиваться то для поддержания насыщенного состояния пара число молекул поступающих в воздух также должно увеличиваться если конечно жидкость еще имеется. Давление пара служит мерой для другой величины также выражающей количество пара содержащегося в воздухе и называемой абсолютной влажностью.
34685. Вплив атмосферної циркуляції на транспорт хімічних речовин 144.5 KB
  Розподіл та концентрація хімічних речовин у атмосфері залежить від особливостей переміщення повітряних мас яке обумовлене загальною циркуляцією атмосфери. Внаслідок цього є постійний річний обмін енергією від низьких до високих широт завдяки океанічним і повітряним течіям рис. Оскільки Земля найсильніше нагрівається на екваторі то потоки нагрітого екваторіального повітря піднімаються високо вгору набагато вище ніж повітря в інших широтах. Під час екваторіального підйому повітря повітряні маси із низьких і високих широт...
34686. ГЛОБАЛЬНІ ЗМІНИ ВМІСТУ ОЗОНУ В АТМОСФЕРІ ЗЕМЛІ 281 KB
  Аналіз накопичених за перші 10 15 років матеріалів спостережень показав що кількість озону в стратосфері зменшується і виникло припущення що причиною цього є виробнича діяльність людини. У заяві містилось перше попередження про зменшення кількості озону і повязаних у звязку з цим небезпечних наслідках. Зменшення кількості озону особливо помітне над холодним антарктичним континентом так звані озонові діркиâ було вперше помічено тут.
34687. Джерела формування аерозолів та їх розподіл в атмосфері 99.5 KB
  Класифікація аерозолів за походженням За умовами формування виділяють первинні і вторинні аерозолі. Первинні аерозолі вносяться в атмосферу завдяки диспергуванню матеріалу на поверхні Землі вітрова ерозія спалювання різних видів палива в промислових регіонах пожежі в тропічних лісах винесення морських аерозолів з поверхні морів та океанів космічний пил. Вторинні аерозолі утворюються в результаті хімічних перетворень газоподібних речовинпопередників в атмосфері.
34688. Проблема выбора. Альтернативные издержки и кривая производственных возможностей 30.32 KB
  Почему Для удовлетворения потребностей необходимы экономические блага которые создаются с помощью факторов производства а их количество ограниченно. Например не все земли пригодны для производства сельскохозяйственной продукции. Возникает проблема выбора: как распорядиться ограниченными факторами производства чтобы полнее удовлетворить свои потребности Отдавая предпочтение чемуто делая выбор мы одновременно от чегото отказываемся. Эти 1000 тракторов от которых пришлось отказаться правительству являются альтернативными...
34689. Спрос. Закон спроса. Кривая спроса. 184.21 KB
  Закон спроса. Кривая спроса. Спрос и величина спроса это разные понятия. Величина спроса зависит от цены.
34690. Предложение. Закон предложения. Кривая предложения 17.42 KB
  Закон предложения. Кривая предложения. Предложение и величина предложения это разные понятия. Величина предложения зависит от цены.