Разработка системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами

; ;
энергетический выигрыш получается в следствии того, что энергия сигнала увеличивается, но это достигается ценой уменьшения скорости передачи информации.

3.17. Вероятность ошибки на выходе приемника при применении согласованного фильтра и сложных сигналов.
Для определения вероятности ошибки на выходе при применении согласованного фильтра воспользуемся формулой :


3.18 Пропускная способность разработанной системы связи.

Информация – это совокупность сведений о каком-либо событии, явлении или объекте, которые увеличивают знания получателя о них. Информация, переданная за несколько отсчетов максимальна в том случае, когда отсчеты сигналов независимы. Этого можно достичь, если сигнал выбрать так, чтобы его спектральная плотность была равномерной в полосе F. Отсчеты, разделенные интервалами, кратными 1/2F, взаимно некоррелированы, а для гауссовских величин некоррелированность означает независимость. Максимально возможная скорость передачи информации по каналу связи при фиксированных ограничениях называется пропускной способностью канала. Поэтому пропускную способность системы связи С можно найти:

Снепр=F

Когда принимается сообщение о каком-либо событии, то наши знания о нем изменяются. Мы получаем при этом некоторую информацию об этом событии. Сообщение о хорошо известном нам событии, очевидно, никакой информации не несет. Напротив сообщение о малоизвестном событии содержит много информации. Например, сообщение бюро погоды от 20 июня о том, что в Одессе “завтра выпадет снег” несет больше информации, чем сообщение “завтра ожидается ясная погода”. Первое сообщение является неожиданным, оно несет сведения о редакции. Второе сообщение является весьма вероятным, оно содержит мало нового и поэтому несет мало информации. Таким образом, количество информации в сообщении о некотором событии существенно зависит от вероятности этого события. Для определения количества информации, в принципе, можно использовать любое монотонно убывающую функцию вероятности F[P(S)], где P(S)- вероятность сообщения S. Что касается энтропии источника независимых сообщений, то во многих случаях, когда требуется согласовать канал с источником сообщений, возникает потребность в характеристиках, которые бы позволяли оценивать информационные свойства источника сообщений в целом. Одной из важных характеристик такого рода является среднее количество информации, приходящейся на одно сообщение. Так как вероятности сообщений неодинаковы, то они несут различное количество информации. Менее вероятные сообщения несут большое количество информации и на оборот. Среднее количество информации, приходящейся на одно сообщение источника, определяется как математическое ожидание.

, (44)

Величина называется энтропией. В теории информации энтропия также характеризует неопределенность ситуации до передачи сообщения, поскольку за ранее неизвестно, какое из сообщений ансамбля источника будет передано. Чем больше энтропия, тем сильнее неопределенность и тем большую информацию в среднем несет одно сообщений источника.
В нашем случае, вычислим энтропию источника сообщений, который характеризуется ансамблем, состоящим из двух сообщений S1 и S2 с вероятностями

Р(S1)=0.53 и P(S2)=1-P(S1)=1-0.53=0.47

На основании этого энтропия такого источника будет равно:



Количество информации создаваемое источником сообщений в среднем за единицу времени, называется производительностью источника. Эту величину удобно выразить через энтропию источника и :



Из расчетов видно, что производительность источника меньше пропускной способности канала связи. Это говорит о том, что не будут возникать потери, и ошибки в канале связи, возникающих из-за пропускной способности канала связи.
Вычислим пропускную способность дискретного канала связи с вероятностью ошибки вычисленную в разделе “Вероятность принятия ошибки на выходе приемника.”
Т.е. по формуле

,

,

Оценим эффективность использования пропускной способности канала связи при передачи дискретными сообщениями.
, тогда эффективность использования пропускной способности канала связи при передачи дискретными сообщениями будет иметь следующий вид.


3.19. Сравнительный анализ различных способов приема.
Анализ проведем на основу сравнения полученных в процессе расчета курсовой работы вероятностей ошибок:
При использовании однократного отсчета: ;
При использовании оптимального приемника:
При использовании трех отсчетов: ;
При использовании согласованного фильтра: .
Видно, что наиболее помехоустойчив метод с применением согласованного фильтра, но при этом снижается скорость передачи информации.
Приложение.
Расчет исходных данных для заданного варианта работы.

N=8, К=1,5, М=9

(2 = A 2 (0.10 + 0.008N)=(10,4*10-3 )2(0,1+0,008*8)=17,7*10-6Вт
р(1)=0,09*N=0,09*8=0.72
V=1000*М*N=1000*9*8=72000 Бод
(fпр=2,5/Т=2,5*V=2,5*72000=180 кГц
Z(t0)=(0,25+()*А=(0,25+4,2*10-3)*10,4*10-3 =2,6 мВ
Z(t1)= Z(t0) =2,6 мВ
Z(t2)= 0.6 Z(t0)=0,6*2,6=1,6 мВ
Z(t3)=1.1 Z(t0)=1,1*2,6=2,86 мВ
bmax = 2 + 0.3N =2+0,3*8=4,4 В
П = 1.5 + 0.1N=1.5+ 0.1*8=2,3
n=9
Вид дискретной последовательности в восьмеричной форме -2136, в двоичной -010001011110

Список литературы.

Теория электрической связи: Учебник для вузов / А. Г. Зюко, Д. Д. Кловский, М. В. Назаров, Ю. Н. Прохоров.—М.: Радио и связь,1998.-432с.:204 ил.
2. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов / А. Г. Зюко, Д. Д. Кловский,
М. В. Назаров, Л.М. Финк.—2-е изд., перераб. и доп.—М.: Радио и связь, 1986.—304 с.
3. Макаров А.А., Чиненков Л.А. Основы теории помехоустойчивости дискретных сигналов: Учеб. пособие.—Новосибирск, СибГАТИ, 1997.—42 с.
4. Макаров А.А. Методы повышения помехоустойчивости систем связи.—Новосибирск, СИИС, 1991.—58 с.
5. Кловский Д. Д., Шилкин В. А. Теория электрической связи. Сб. задач и упражнений: Учеб. пособие для вузов.—2-е изд., перераб. и доп.—М.: Сов. радио, 1990.—280 с.
6. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов по спец. «Радиотехника».—2-е изд., перераб. и доп.—М.: Высш. шк., 1988.—448 с.
7. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Прикладные задачи теории вероятностей.—М.: Радио и связь, 1983.—416 с.
8. Прудников А. П., Брычков Ю. А., Маричев О.И. Интегралы и ряды.—М.: Наука, 1981.








21



Источник непрерывных сообщений

Кодер

Квантователь

Дискретизатор

Передатчик

Получатель сообщений

Фильтр

Декодер

Приемник

Линия

CСП

ФНЧ

X

ЯП

Г

+

(


Инвертор

Задержка
на Т

Линия задержки

CФПИ

-

-

-

+

-

+

+

-

-

-

+

-

Суммирующее устройство

РУ