2. Идеальные и реальные модели канала передачи информации.

ИДЕАЛЬНЫЙ КАНАЛ

Модель идеального канала используется тогда, когда можно пренебречь наличием помех. При использовании этой модели выходной сигнал является детерминированным,  мощность и по­лоса пропускания сигналов ограниченны.

Детерминированный сигнал точно определен в любой момент времени.

Полоса пропускания это разность между максимальной и минимальной частотами сигнала.

РЕАЛЬНЫЙ КАНАЛ

В реальных каналах всегда имеются ошибки при передаче сообщений. Ошибки приводят к уменьшению пропускной способности канала и потере информации. Вероятности появления ошибок во многом определяются искажениями сигналов и влиянием помех.

Сигнал на выходе канала можно записать в следующем виде:

x(t) = μ(t)∙s(t-T)+w(t),

где s(t) – сигнал на входе канала, w(t) – аддитивная помеха, μ(t) – мультипликативная помеха, T – задержка сигнала.

Аддитивная помеха – помеха, прибавляемая к сигналу при передаче его по информационному каналу.

Аддитивные помехи обусловлены флуктуационными явлениями (случайными колебаниями тока и напряжения), связанными с тепловыми процессами в проводах, резисторах, транзисторах и других элементах схем, наводками под действием атмосферных явлений (грозовые разряды ит. д.) и индустриальных процессов (работа промышленных установок, других линий связи и т. д.).

Мультипликативная помеха – помеха, перемножаемая с сигналом.

Мультипликативные помехи обусловлены случайными изменениями коэффициента передачи канала из-за изменения характеристик среды, в которой распространяются сигналы, и коэффициентом усиления схем при изменении питающих напряжений, из-за замираний сигналов в результате интерференции и различного затухания сигналов при многолучевом распространении радиоволн. К мультипликативным помехам следует отнести и "квантовый шум" лазеров, применяемых в оптических системах передачи и обработки информации. "Квантовый шум" лазера вызван дискретной природой светового излучения и зависит от интенсивности излучения, т. е. от самого полезного сигнала.

2. Понятие о дискретизации и квантовании сигналов.

Преобразование непрерывного информационного множества аналоговых сигналов в дискретное множество называется дискретизацией.

Аналоговый сигнал – это сигнал, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений.

Дискретный сигнал – это сигнал, который принимает лишь конечное число значений.

Квантование - разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов.

Не следует путать квантование с дискретизацией (и, соответственно, шаг квантования с частотой дискретизации). При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется цифровым.

Рис.1 – квантованный сигнал.

Рис.2 – неквантованный сигнал с дискретным временем.

Цифровой сигнал — сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений.

Рис3. – цифровой сигнал.