5.5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕПРЕРЫВНЫХ КАНАЛОВ

Основными информационными характеристиками непрерывного капала, так же как и дискретного, являются скорость передачи информации, пропускная способность и коэффициент использования.

5.5.1. Скорость передачи информации и пропускная способность. Если рассматривать как переданный сигнал, — как принятый, а как аддитивную помеху в непрерывном канале (см. § 4.1), то скорость передачи информации по непрерывному каналу

где определяется соотношением (5.64), соотношениями типа (5.65).

Пропускная способность непрерывного канала без памяти

Для гауссова непрерывного канала с дискретным временем Учтем, что

тогда

Если в канале нет искажений и помех, то можно рассматривать как мощность шумов квантования при дискретной передаче непрерывных сигналов. В канале с помехами мощность шумов квантования складывается с мощностью помех, следовательно, в этом случае необходимо рассматривать как суммарную мощность помехи и шума квантования.

Для непрерывного канала с непрерывным временем и формула (5.78) переходит в известную формулу Шеннона для пропускной способности гауссова непрерывного канала с флуктуационной помехой:

Эта формула связывает полосу сигнала, отношение -сигнал/шум и пропускную способность непрерывного канала. Из нее следует, что одну и ту же пропускную способность можно получить при различных соотношениях и Пропускная способность линейно зависит от полосы сигнала, поэтому более целесообразно обменивать мощность сигнала на полосу и заданную пропускную способность обеспечивать за счет применения широкополосных (шумоподобных) сигналов.

Рассмотрим предельные характеристики пропускной способности при изменении Так как спектральная плотность белого шума то удобно внести эквивалентную полосу шума полоса спектра такого шума, который при спектральной плотности имеет мощность, равную мощности сигнала). Подставив в (5.79), получим Пронормируем пропускную способность по эквивалентной полосе шума:

Определим

На рис. 5.3 показан график зависимости нормированной безразмерной пропускной способности от отношения Из анализа графика следует, что чем шире спектр сигнала (чем больше сигнал приближается к белому шуму), тем больше пропускная способность приближается к предельной. В этом одно из основных преимуществ применения шумоподобных (широкополосных) сигналов.

Рис. 5 3. График

5.5.2. Пропускная способность каналов с замираниями. В каналах с замираниями модуль коэффициента передачи и фаза сигнала являются случайными величинами (см. п. 4.1.3, (4.10), (4.11)). Мощность выходного сигнала равна а средняя мощность — где среднее значение модуля коэффициента передачи.

Пропускную способность канала с замираниями определяют как функцию случайного аргумента по известному распределению Математическое ожидание пропускной способности

Например, ссли замирания релеевские (см. п. 4.1.3) и пропускная способность исчисляется в натуральных единицах в секунду [9], то

где табулированная интегральная показательная функция [9].

Если , то

Если

Релеевские замирания снижают пропускную способность канала не более чем на 17%. Пропускную способность каналов с другими видами замираний определяют аналогично.