Модель дискретного канала связи
Дискретный канал имеет на выходе множество символов кода Х с энтропией источника Н(Х). На выходе канала - множество символов Y с энтропией Н(Y).
Процесс передачи в дискретном канале наиболее рационально представить графической моделью.
Из этой графической модели очевидно:
1. Формируемые символы из множества Х и выявляемые символы из множества Y расположены в углах графа.
2. Дуги, соединяющие углы, отображают вероятность перехода одного символа в другой.
3. Множество Х конечно. Это множество определяется основанием системы счисления выбранного кода Кх на входе канала.
4. Система счисления по выявляемым символам Y тоже конечна. Основание ее составляет Кy.
Определив все перечисленное по графической модели, можем записать ее в виде матрицы. На ней представлены вероятности переходов, связывающих входные и выходные символы.
Из матрицы, представляющей математическую модель дискретного канала связи, можно установить:
- i-й столбец определяет вероятность выявления на выходе дискретного канала связи символа Yi.
- Вероятности, расположенные по главной диагонали, - это вероятности прохождения символов.
- Остальные вероятности - это вероятности трансформации.
Анализ модели дискретного канала возможен, если известна статистика появления сигналов на входе канала. Тогда можно определить энтропию Н(Х). Если известна статистика появления символов на выходе канала, можно определить энтропию Н(Y). Потери информации в процессе передачи вызываются помехами. На рисунке они изображаются потоками ошибок. Поток ошибок задается моделью ошибок, по которой определяется условная энтропия Н(У/X). То есть можно найти количество информации, необходимое для выявления и исправления ошибок. На основании модели дискретного канала связи можно классифицировать каналы, выбирать оптимальный способ кодирования - то есть проектировать процесс передачи данных.
|
|
|
Модель процесса передачи
Взаимодействие между территориально удаленными объектами осуществляется за счет обмена данными. Доставка данных производится по заданному адресу с использованием сетей передачи. Важнейшим звеном цепи является канал передачи данных.
Рассмотрим канал передачи данных как совокупность средств и понятий.
Физической средой передачи данных является реальный канал связи КС. В нем элементы данных передаются в виде физических сигналов. Этот канал называется непрерывным. Сигналы в нем - непрерывные функции времени. Согласование сигнала и канала связи осуществляется по пропускной способности непрерывного канала и по скорости передачи сигнала.
Для согласования сигнала с каналом в структуре канала передачи данных имеются устройства преобразования. Например, для телефонных каналов - модемы. Модем - это совокупность модулятора и демодулятора. С помощью модулятора сигнал воздействует на параметр переносчика сигналов. При этом воздействии спектр сигнала смещается в область частот с наименьшим затуханием в выбранном непрерывном канале связи. Обратно от модулированного сигнала к модулирующему переходят с помощью демодулятора. Модулятор, непрерывный канал и демодулятор образуют дискретный канал. На входе и выходе этого канала существуют дискретные элементы кода. Должны быть согласованы скорость передачи этих элементов кода с пропускной способностью КС.
|
|
|
Для обеспечения помехоустойчивости в структуру канала передачи данных вводится устройство защиты от ошибок УЗО. Оно производит устойчивое кодирование - декодирование сигнала.
Источники ИС и потребители ПС сообщений согласуются с каналом передачи данных устройствами сопряжений УС. На приемной и передающей стороне имеется оконечное оборудование данных ООД. Стык между ООД и аппаратурой передачи, реализующей дискретный канал, унифицируется международными стандартами.
|
|
|
Исправление ошибки
Количество избыточной информации, необходимое для исправления ошибки, находят при условии равновероятного перехода одного сообщения в любое другое. Каждое сообщение из множества X0 может при проходе по обобщенному каналу связи трансформироваться с равной вероятностью в любое из (М-1) сообщений.
Энтропия попадания любого из (М-1) сообщения в одну из точек множества (М-1) составит: Hn=log2(M-1)
Так как такое попадание возможно с вероятностью ошибки Р0, то энтропия составит: Hn=P0log2(M-1).Это оценка избыточной информации для исправления ошибки.
Таким образом, мы можем определить количество избыточной информации, необходимой для компенсации потерь:
=-P0log2P0-(1-P0)log2(1-P0)+P0log2(M-1)
Полученное выражение задает нижний уровень избыточности. Избыточность может быть реализована за счет рационального кода при согласовании источника и потребителя информации. Потери информации при обмене сообщениями, выраженные энтропией, дают оценку качества реализации информационного процесса в системе.
Приведенное описание процессов преобразования сигналов и выделения и устранения помех поможет более глубоко изучить информационный процесс передачи информации в рамках информационной технологии.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 639; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!