2. Гауссовский канал и его разновидности.

ГАУССОВСКИЙ КАНАЛ

Основные допущения при построении такой модели следующие:

–коэффициент передачи и время задержки сигналов в канале не зависят от времени и являются детерминированными величинами, известными в месте приема сигналов;

–в канале действует аддитивная флуктуационная помеха – гауссовский "белый шум" (гауссовский процесс, характеризуется равномерной спектральной плотностью, нормально распределённым значением амплитуды и аддитивным способом воздействия на сигнал).

Гауссовский канал применяют как модель реальных каналов проводной связи и однолучевых каналов без замираний или с медленными замираниями. При этом замирания представляют собой неконтролируемые случайные изменения амплитуды сигнала. Такая модель позволяет анализировать амплитудные и фазовые искажения сигналов и влияние флуктуационной помехи.

ГАУССОВСКИЙ КАНАЛ С НЕОПРЕДЕЛЕННОЙ ФАЗОЙ СИГНАЛА

В этой модели время задержки сигнала в канале рассматривают как случайную величину, поэтому фаза выходного сигнала также случайна. Для анализа выходных сигналов канала необходимо знать закон распределения времени задержки или фазы сигнала.

ГАУССОВСКИЙ ОДНОЛУЧЕВОЙ КАНАЛ С ЗАМИРАНИЯМИ

В этой модели коэффициент передачи канала и фазовую характеристику канала рассматривают как случайные величины или процессы. В этом случае спектр выходного сигнала канала шире спектра входного даже при отсутствии помехи из-за паразитных амплитудной и фазовой модуляций. Такие модели достаточно хорошо описывают свойства радиоканалов различных диапазонов и проводных каналов со случайными, в том числе и переменными параметрами.

ГАУССОВСКИЙ МНОГОЛУЧЕВОЙ КАНАЛ С ЗАМИРАНИЯМИ

Эта модель описывает радиоканалы, распространение сигналов от передатчика к приемнику в которых происходит по различным "каналам" – путям. Длительность прохождения сигналов и коэффициенты передачи различных "каналов" являются неодинаковыми и случайными. Принимаемый сигнал образуется в результате интерференции сигналов, пришедших по разным путям. В общем случае частотная и фазовая характеристики канала зависят от времени и частоты.

ГАУССОВСКИЙ МНОГОЛУЧЕВОЙ КАНАЛ С ЗАМИРАНИЯМИ И АДДИТИВНЫМИ СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПОМЕХАМИ

В этой модели наряду с флуктуационной помехой учитывают и различного вида сосредоточенные помехи. Она является наиболее общей и достаточно полно отражает свойства многих реальных каналов. Однако ее использование порождает сложность и трудоемкость задач анализа, а также необходимость сбора и обработки большого объема исходных статистических данных.

В настоящее время для решения задач анализа непрерывных и дискретных каналов используются, как правило, модель гауссовского канала и модель гауссовского однолучевого канала с замираниями.

2. Методика формирования кода Шеннона-Фенно, его достоинства и недостатки.

АЛГОРИТМ ШЕННОНА-ФЕННО

Состоит в том, что расположенные в порядке убывания буквы алфавита делятся на две группы по возможности равной суммарной (в каждой группе) вероятности. Для первой группы символов на первом месте комбинации ставят 0 в качестве первой крайней слева позиции кодовых слов, а элементы второй группы – 1. Далее каждая группа снова делится на подгруппы по тому же правилу примерно равных вероятностей и в каждой подгруппе заполняется вторая слева позиция кодового слова (0,1).Процесс повторяется до кодирования всех элементов алфавита.

ПРЕИМУЩЕСТВА

–простота реализации и, как следствие этого, высокая скорость кодирования/раскодирования/

–удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента: 0 – отсутствие электрического сигнала; 1 – наличие электрического сигнала. К тому же в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.

– По методу Ш-Ф получается, что чем более вероятно сообщение, тем быстрее оно образует самостоятельную группу и тем более коротким кодом оно будет представлено. Это обстоятельство обеспечивает высокую экономичность кода Ш-Ф.

НЕДОСТАТКИ

–Для декодирования полученного сообщения, таблицу кодов необходимо отправлять вместе с сообщением, что повысит объем данных конечного сообщения.

–В случае обыкновенного кода (у которого все символы используются для передачи информации), при возникновении ошибки в коде, его расшифровка будет невозможна. Это обусловлено тем, что кодовые комбинации имеют разную длину, и в случае ошибки (заменяя символа 1 на 0, и наоборот) одна или несколько кодовых комбинаций в сообщении могут не совпасть с символами кодовой таблицы.

–Кодирование Шеннона–Фано является достаточно старым методом сжатия, и на сегодняшний день оно не представляет особого практического интереса.