Достоверность и скорость передачи информации. Понятие помехоустойчивости. Достоверность передачи информации при ФМ, ЧМ и АМ.

Когда мы оцениваем работу системы передачи информации, то прежде всего интересуемся, какую достоверность передачи сообщений обеспечивает система и сколько информации при этом передается. Первое определяет качество передачи, второе — количество.

В реальной системе передачи информации достоверность определяется степенью искажения сигнала. Эти искажения зависят от свойств и технического состояния системы, а также от интенсивности и характера помех. В правильно спроектированной и технически исправной системе передачи информации искажения сигналов обусловлены лишь воздействием помех. В этом случае достоверность передачи сообщений полностью определяется помехоустойчивостью системы.

Под помехоустойчивостью системы обычно понимают способность системы противостоять вредному влиянию помехи на передачу сообщений. Так как действие помехи проявляется в том, что принятое сообщение отличается от переданного, то количественно помехоустойчивость при заданной помехе можно характеризовать степенью соответствия принятого сообщения переданному. Назовем эту величину общим термином — достоверность. Количественную меру достоверности приходится выбирать по-разному, в зависимости от характера сообщения.

Пусть    сообщение    представляет    собой    дискретную    после­довательность элементов из некоторого конечного множества возможных элементов. Влияние помехи на передачу такого сообщения проявляется в том, что вместо фактически переданного элемента может быть принят какой-либо другой. Такое событие называется ошибкой. В качестве количественной меры достоверности можно принять вероятность ошибки Р₀ или любую возрастающую функцию этой вероятности.

При передаче непрерывных сообщений степенью соответствия принятого сообщения v(t) переданному u(t) может служить некоторая величина Е, представляющая собой отклонение v от u. Часто принимается критерий квадратичного отклонения, выражающийся соотношением:

Количественную меру достоверности можно также определить как вероятность того, что отклонение не превзойдет некоторой заранее заданной величины

Следует отметить, что достоверность передачи зависит от отношения мощностей сигнал/помеха. Чем больше это отношение, тем меньше вероятность ошибки (больше  достоверность).

При данной интенсивности помехи вероятность ошибки тем меньше, чем сильнее различаются между собой сигналы, соответствующие разным элементам сообщения. Задача состоит в том, чтобы выбрать для передачи сигналы с большим различием. Так, при фазовой манипуляции различие между сигналами больше, чем при амплитудной или частотной манипуляции. Поэтому следует ожидать, что достоверность передачи при ФМ будет выше, чем при AM и ЧМ.

Наконец, достоверность зависит и от способа приема. Нужно выбрать такой способ приема, который наилучшим образом реализует различие между сигналами при данном отношении сигнал/помеха. Правильно спроектированный приемник может увеличивать отношение сигнал/помеха.

Необходимо   обратить   внимание   на   существенное   различие между системами передачи дискретных и непрерывных сообщений. В системах передачи непрерывных сообщений всякое, даже сколь угодно малое, мешающее воздействие на сигнал, вызывающее искажение модулируемого параметра, всегда влечет за собой внесение соответствующей ошибки в передаваемое сообщение. В системах передачи дискретных сообщений ошибка возникает только тогда, когда сигнал воспроизводится (опознается) неправильно, а это происходит лишь при сравнительно больших искажениях. Свойство систем передачи дискретных сообщений правильно регистрировать искаженные (в некоторых пределах) сигналы называется исправляющей способностью.

В теории помехоустойчивости, разработанной В. А. Котельниковым, показывается, что при заданном методе кодирования и модуляции существует          предельная (потенциальная) помехоустойчивость, которая в реальном приемнике может быть достигнута, но не может быть превзойдена. Приемное устройство, реализующее потенциальную помехоустойчивость, называется оптимальным приемником.

Наряду с достоверностью (помехоустойчивостью) важнейшим показателем работы системы передачи информации является скорость передачи.

В системах передачи дискретных сообщений скорость из­меряется числом передаваемых двоичных символов в секунду R. Для одного канала двоичная скорость передачи определяется соотношением:

где— длительность элементарной посылки сигнала, m — основание кода.

Для любого канала при заданных ограничениях существует предельная скорость передачи, которая называется пропускной способностью канала С.

В   реальных    системах   скорость    передачи   всегда   меньше пропускной способности канала С.

Современная теория показывает, что при R<C можно найти такие способы передачи и соответствующие им способы приема, при которых достоверность передачи может быть сделана сколь угодно большой.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.