3.4 Согласование сигнала с каналом связи

Если непрерывный источник при данной точности воспроизведения 6 имеет скорость создания сообщений С, то можно закодировать сообщение на выходе источника и передавать его по каналу связи с пропускной способностью С приточности воспроизведения, как угодно близкой к 8 (т.е. без дополнительных погрешностей в канале), если только С > С. Это означает, что возможна передача с любой заранее заданной малой погрешностью, сколь угодно меньшей величины помех в канале, если только скорость создания сообщений меньше или равна пропускной способности канала. Следует иметь в виду, что при 8 > О скорость создания сообщений стремится к бесконечности и к каналу предъявляются требования бесконечно большой пропускной способности. Методы передачи при С = С сильно усложняются, появляются большие задержки во времени при кодировании и декодировании. Чем больше превышение С над С, тем легче осуществить передачу и прием и тем проще аппаратура. Реальные системы построены с весьма значительным превышением С над С. Если С < С, то принципиально неустранимы дополнительные погрешности, наблюдается потеря части информации в канале из-за помех, так что первоначальная точность воспроизведения 8 не сохраняется. При С < С является необходимым согласование полосы пропускания сигнала с каналом. Необходимо согласовать еще их частотные характеристики. Например, передача сигнала возможна только в том случае, если F < FK, где F - частота передачи; FK - граничная частота передачи в канале. Если это неравенство не соблюдается, то для передачи сигнала в данном канале необходимо так перекодировать сигнал, чтобы частота уменьшилась до уровня FK. При этом неизбежно произойдет соответствующее увеличение времени передачи Т. Происходит так называемый обмен частоты сигнала на время передачи. Если, например, сигнал, записанный на магнитофонную ленту, передавать в канал, снизив вдвое скорость протяжки ленты, то, естественно, уменьшится в 2 раза и верхняя частота спектра сигнала F. При этом в 2 раза увеличится время передачи, а количество информации сохранится прежним. Возможен также обмен мощности сигнала на полосу частот или время. Увеличение мощности сигнала при сохранении уровня помех и, следовательно, шага квантования по уровню позволит соответственно увеличить число уровней и перейти к коду с большим основанием п. Код с большим основанием короче и требует меньшего времени Т для передачи. Время передачи теперь нетрудно выразить в частоте. Физически именно за счет таких преобразований возможна передача сигналов по каналу связи с помехами с погрешностью 8, значительно меньшей уровня помех в канале. Если даже Рс < Рп, то пропускная способность канала все еще остается конечной, и если она больше или равна С, то можно получить сколь угодно малую погрешность при передаче, пока соблюдается неравенство С > С. Это приводит к удлинению времени передачи при специальных методах приема путем синхронного накопления сигнала, при котором помехи, носящие случайный характер, уменьшаются, а сигнал, носящий систематический характер, увеличивается с ростом числа циклов накопления.