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

3 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

6565. Закономерности наследования признаков при половом размножении 86.2 KB
  Закономерности наследования признаков при половом размножении Вопрос наследования признаков у различных видов растительных и животных организмов интересовал ученых и практиков с давних времен. В многочисленных работах гибридизаторы 18-го и первой по...
6566. Хромосомная теория наследственности 52.58 KB
  Хромосомная теория наследственности Сцепленное наследование признаков. Как мы отмечали в прошлой лекции, независимое наследование признаков при ди- и полигибридном скрещивании бывает в случае, если гены этих признаков локализованы в разных хромосома...
6567. Генетика пола. Теории определения пола 68.99 KB
  Генетика пола Теории определения пола. Одной из важнейших проблем в биологии всегда была загадка рождения организмов разного пола. Сотни гипотез о природе этого явления были опубликованы в прошлых веках и особенно в 19 веке. Вот некоторы...
6568. Молекулярные основы наследственности. Доказательства роли ДНК в наследственности 66.67 KB
  Молекулярные основы наследственности Доказательства роли ДНК в наследственности. После того как было установлено, что гены находятся в хромосомах и расположены там в определенном порядке, возник вопрос об их химический природе. Ученым было известно,...
6569. Основы биотехнологии. Генетическая инженерия и область ее применения 44.65 KB
  Основы биотехнологии Термин биотехнология прочно вошёл в современный лексикон биологов. Этим термином определяют технологию получения разнообразных продуктов и веществ с помощью живых клеток различного происхождения. При этом есть одно существенное...
6570. Мутационная изменчивость. Понятия о мутациях и их классификация 37.99 KB
  Мутационная изменчивость 1. Понятия о мутациях и их классификация. Изменчивость организмов является одним из главных факторов эволюции. Биологи различают наследственную и ненаследственную изменчивость. К наследственной изменчивости относят комбинаци...
6571. Генетические основы онтогенеза 27.97 KB
  Генетические основы онтогенеза Онтогенез - непрерывный процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме в течение всей жизни при постоянном взаимодействии генотипа и условий среды. Термины онтогенез и филогенез ввел...
6572. Генетика популяций. Понятие о популяции и чистых линиях. Эффективность отбора в чистых линиях и популяциях 47.82 KB
  Генетика популяций Понятие о популяции и чистых линиях. Эффективность отбора в чистых линиях и популяциях. Популяция - это группа организмов одного вида, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющая определённый ареал обитания и изолированная...
6573. Иммлуногенетика. Группы крови человека и животных 34.01 KB
  Иммлуногенетика Группы крови человека и животных. В пределах вида особи различаются не только по морфологическим признакам, но и по ряду биохимических, которые могут быть выявлены иммуногенетически в виде системы антигенов. Антигены - это вещества б...