где оператор на множестве входных скалярных сигналов, следует при расчете пропускной способности непрерывного ПВ канала иметь в виду два различных случая:
А. Оператор полностью известен (детерминированный канал). В этом случае информация поля относительно не отличается от собственной информации входного сигнала и (6.1) можно записать в виде
Формулу (6.2) можно использовать как исходную для вычисления пропускной способности ПВ каналов со случайными флуктуациями параметров, если считать, что на передней стороне линии связи имеются сведения о текущем состоянии канала (например, осуществляется периодическое зондирование канала испытательным импульсом и имеется канал обратной связи). При достаточно медленных флуктуациях параметров канала эти сведения можно использовать для текущей оптимальной подстройки параметров кодека и модема, реализуя на каждом этапе пропускную способность (6.2). Естественно, что величина С при этом является случайной, а пропускная способность канала в целом может быть охарактеризована ее математическим ожиданием.
Б. Оператор канала является стохастическим, и о текущем состоянии канала нет никакой информации, а известны лишь распределения параметров канала (характеристики Тогда кодирование и модуляцию приходится осуществлять в расчете на усредненные распределения отсчетов сигналов, т. е. вместо условного распределения оперировать усредненным по стохастическому оператору условным распределением по которому вычисляется условная дифференциальная энтропия в формуле (6.1). В случае Б вычисление пропускной способности канала сопряжено со значительными трудностями [120] и здесь рассматриваться не будет. Однако следует заметить, что пропускная способность канала в этом случае не может превысить пропускную способность канала в случае А. Между крайними ситуациями (случаями возможен целый ряд промежуточных, когда передающая и (или) приемная стороны располагают той или иной информацией о состоянии канала (например, теми или иными оценками параметров канала), однако расчет пропускной способности в этих случаях крайне затруднен. В дальнейшем пропускная способность непрерывного ПВ канала определяется только для случая А.
Значимость характеристики «пропускная способность канала» определяется рядом соображений.
1. Сравнивая реализуемую системой скорость передачи информации с пропускной способностью для данного канала (максимальной скоростью передачи, при которой еще обеспечивается
сколь угодно малая вероятность ошибки), можно оценивать степень совершенства системы, определить целесообразность затрат на ее дальнейшее усовершенствование и т. п.
2. Реализация утверждения основной теоремы оптимального кодирования Шеннона [146] (о возможности передачи информации без потерь по каналу с шумами) упирается прежде всего в отыскание оптимальных кодов. Для каналов с непрерывной модуляцией это связано с выбором распределения (статистики) полезных сигналюв. Но это (оптимальное) распределение получается одновременно с вычислением пропускной способности канала.
В этой главе вычисляется пропускная способность как детерминированного, так и стохастического ПВ каналов при учете гауссовского шумового поля.