СВЯЗЬ ПРИ НАЛИЧИИ ШУМА

Содержание

Разработан метод геометрического представления системы связи. Сообщения и соответствующие им сигналы изображаются точками в двух функциональных пространствах: модуляция есть отображение одного пространства в другое. На основе этих представлений выводится ряд результатов общей теории связи, относящихся к сжатию и расширению полосы частот и к пороговому эффекту. Получены формулы для максимальной скорости передачи двоичных символов по системе, в которой сигнал подвержен действию различного рода помех. Обсуждены некоторые свойства «идеальной» системы, в которой передача ведется с максимальной скоростью. Подсчитано эквивалентное число двоичных символов в секунду для некоторых источников информации.

1. Введение

Общая система связи изображена схематически на рис. 1. Она состоит в основном из пяти частей.

1. Источник информации. Источник избирает одно из совокупности возможных сообщений, подлежащее передаче на приемный конец.

Сообщения могут быть различных типов: например, последовательность букв или цифр, как в телеграфии, или непрерывная функция времени как при телефонии или радиовещании.

2. Передатчик, который обрабатывает определенным образом сообщения и производит сигнал, могущий быть переданным по каналу на приемный конец.

В телефонии эта операция сводится просто к преобразованию звукового давления в пропорциональный ему электрический ток. В телеграфии имеется операция кодирования, дающая последовательность точек, тире и пауз, соответствующая буквам сообщения. В более сложном примере многоканальной КИМ - телефонии

для образования сигнала различные речевые сообщения должны быть отсчитаны, сжаты, квантованы и кодированы и, наконец, надлежащим образом взаимно расположены.

3. Канал — это просто среда, используемая для передачи сигнала от передающего конца к приемному. Это может быть пара проводов, коаксиальный кабель, полоса радиочастот и т. д. Во время передачи или на приемном конце сигнал может искажаться и на него может налагаться помеха. Искажения и влияния помехи могут быть разделены на том основании, что искажения есть результат определенной операции, производимой над сигналом, тогда как помеха производит статистические изменения сигнала, которые нельзя предвидеть.

Рис. 1. Общая система связи.

Искажения в принципе можно скорректировать обратной операцией; изменения же сигнала, обусловленные помехой, не всегда могут быть устранены, так как сигнал не всегда подвергается при передаче одинаковым изменениям.

4. Приемник. Приемник преобразовывает принятый сигнал и предназначен для восстановления по нему первоначального сообщения. Обычно действие приемника в математическом смысле обратно действию передатчика, хотя могут быть и некоторые различия, когда при конструировании стремятся подавить помеху.

5. Получатель — лицо или устройство, для которого предназначено сообщение.

Следуя Найквисту и Хартли, принимают логарифмическую меру информации. Если устройство имеет возможных состояний, оно может по определению хранить единиц информации. Выбор основания ведет к выбору единицы, так как Здесь выбрано основание 2 и полученные единицы названы двоичными единицами, или битами. Группа из реле или триггеров имеет возможных комбинаций состояний и может поэтому хранить двоичных единиц.

Если возможно надежно различить в канале М функций сигнала длительностью Т, то можно сказать, что канал может передавать битов за время Т. Скорость передачи будет Точнее, пропускная способность канала может быть определена как

Требованию надежной различимости будет придан позднее точный смысл.