Структурная схема системы связи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?временно присутствуют отклики канала на отрезки входного сигнала, относящиеся к другим моментам времени. При передаче дискретных сообщений это приводит к тому, что при приеме одного символа на вход приемного устройства воздействуют также отклики на более ранние символы, которые действуют как помехи. Часть выходного сигнала от Т до 2Т будет накладываться на выходной сигнал следующего импульса, что является недостатком оптимального фильтра, называемым межсимвольной интерференцией.
Межсимвольная интерференция вызывается нелинейностью ФЧХ канала и ограниченностью его полосы пропускания.
Поэтому на практике применяют схему фильтра, содержащую интегрирующую RC-цепь с RC>>T и ключ К (рисунок 10 - Устранение межсимвольной интерференции).
Рисунок 10 - Схема устранения межсимвольной интерференции.
В момент окончания входного импульса ключ К замыкается, конденсатор интегратора быстро разряжается через ключ и схема готовы к приему следующего импульса.
3. ПЕРЕДАЧА АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ МЕТОДОМ ИКМ
Операция преобразования непрерывного сообщения в дискретное называется дискретизацией. Дискретизация осуществляется не только по времени, но и по уровням. Дискретизация по времени выполняется путем взятия отiетов функции b(t) в определенные дискретные моменты времени tk. В результате непрерывную функцию y(t) заменяют совокупностью мгновенных значений . Обычно моменты отiетов выбирают по оси времени равномерно, т.е. . Дискретизация значений функции (уровня) носит название квантования. Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения передаваемого сообщения (или первичного сигнала) b(t) передают ближайшие значения по установленной шкале дискретных значений. Последовательность квантованных значений передаваемого сообщения представляется посредством кодирования в виде последовательности m-двоичных кодовых комбинаций. Такое преобразование называется импульсно-кодовой модуляцией. Погрешность квантования, представляющую собой разность между исходным сообщением и сообщением, восстановленном по квантованным отiетам, называют шумом квантования.
В системе с импульсно-кодовой модуляцией число разрядов двоичного кода , где N - число заданных уровней квантования ИКМ в нашем случае равное 128. Получаем число разрядов n = 7.
Определим отношение мощности сигнала к мощности шума квантования:
Средняя мощность шума квантования:
.
Отношение средних мощностей сообщения и шума квантования:
Мощность сообщения на выходе приемника, равную , можно выразить через пик-фактор (коэффициент амплитуды) сообщения
Учитывая принятое нормирование сообщения , получим:
Выразим через число уровней N. Полагая, что B(t) - нормированное сообщение -1<B(t)<1, получим:
Подставляя полученные выражения, получаем:
Мощность сообщения на выходе приемника, равную , можно выразить через пик-фактор (коэффициент амплитуды) сообщения
Учитывая принятое нормирование сообщения , получим:
Выразим через число уровней N. Полагая, что B(t) - нормированное сообщение -1<B(t)<1, получим:
Подставляя полученные выражения, получаем:
.
Рисунок 11 - Импульсно-кодовая модуляция.
Рисунок 12 - Квантование сигнала.
4. СТАТИЧЕСКОЕ (ЭФФЕКТИВНОЕ) КОДИРОВАНИЕ
4.1 Статическое (эффективное) кодирование
Основой статистического (оптимального) кодирования сообщений является теорема К.Шеннона для каналов связи без помех:
Если источник сообщений имеет энтропию Н (бит на символ), а канал связи - пропускную способность С (бит в секунду), то можно закодировать сообщения таким образом, чтобы передать информацию по каналу со средней скоростью, сколь угодно близкой к величине С, но не превзойти ее.
Кодирование по методам Шеннона - Фано и Хаффмена называется оптимальным, т.к. при этом повышается производительность дискретного источника, и статистическим, т.к. для реализации оптимального кодирования необходимо учитывать вероятности появления на выходе источника каждого элемента сообщения (т.е. учитывать статистику сообщений).
Производительность дискретного источника:
Избыточность дискретного источника:
Из формул получаем:
,
видно, что для увеличения производительности нужно уменьшать избыточность g и среднюю длительность сообщений .
Известно, что , если априорные вероятности различных элементов сообщения различны ( при равной вероятности этих элементов). Но при неравной вероятности сообщений можно применить оптимальное (статистическое) кодирование, при котором уменьшается средняя длительность сообщений, и, следовательно, по формуле увеличивается производительность дискретного источника.
Идея такого кодирования заключается в том, что, применяя неравномерный неприводимый код, наиболее часто встречающиеся сообщения (буквы или слова) кодируются короткими комбинациями этого кода, а редко встречающиеся сообщения кодируются более длительными комбинациями.
Информация - это совокупность сведений об объекте или явлении, которые увеличивают знания потребителя об этом объекте или явлении.