Характеристики канала связи

Ограничим предстоящее рассмотрение каналами связи, передача сообщений по которым осуществляется за счет электронных импульсов — с практической точки зрения, также для компьютерных линий связи эти каналы представляют больший энтузиазм.

Ширина полосы пропускания

Хоть какой преобразователь, работа которого базирована на использовании колебаний (электронных либо механических) может сформировывать и пропускать сигналы из ограниченной области частот. Пример с телефонной связью приводился выше. То же следует отнести и к радио и телевизионной связи — весь частотный диапазон разбит на спектры (ДВ, СВ, KBI, КВII, УКВ, ДМВ), в границах которых любая станция занимает собственный поддиапазон, чтоб не мешать вещанию других.

Интервал частот, применяемый данным каналом связи для передачи сигналов, именуется шириной полосы пропускания.

Для построения теории принципиальна не сама ширина полосы пропускания, а наибольшее значение частоты из данной полосы (v_m), так как конкретно ей определяется вероятная скорость передачи информации по каналу.

Продолжительность простого импульса может быть определена из последующих суждений. Если параметр сигнала изменяется синусоидально, то, как видно из рисунка, за один период колебания Т сигнал будет иметь одно наибольшее значение и одно малое.

Если аппроксимировать синусоиду прямоугольными импульсами и сдвинуть начало отсчета на уровень малого значения, получатся, что сигнал воспринимает всего два значения — наибольшее (обозначим его «1») — импульс, и малое (можно обозначить «0») — пауза. Импульс и паузу можно считать простыми сигналами; при избранной аппроксимации их продолжительности, разумеется схожи и равны:

Если же импульсы порождаются тактовым генератором, имеющим частоту v_m, то

Таким образом, каждые τ₀ секунд можно передавать импульс либо паузу, связывая с их последовательностью определенные коды. Использовать сигналы большей продолжительности, чем τ₀, в принципе, может быть (к примеру, 2τ₀) — это не приведет к потере информации, хотя понизит скорость ее передачи по каналу. Внедрение же сигналов более маленьких, чем τ₀, может привести к информационным потерям, так как сигналы тогда будут принимать какие-то промежуточные значения меж наименьшим и наибольшим, что сделает труднее их интерпретацию.

Таким образом, v_m определяет продолжительность простого сигнала τ₀, применяемого для передачи сообщения.

Пропускная способность канала связи

Если с передачей 1-го импульса связано количество инфы I_iтр: а передается оно за время τ₀, отношение Ii_тр к τ₀, разумеется, будет отражать среднее количество информации, передаваемое по каналу за единицу времени — данная величина является чертой канала связи и именуется пропускной способностью канала С:

Если I_iтр выражено в битах, а τ₀ — в секундах, то единицей измерения С будет бит/с. Ранее такая единица называлась бод, но, заглавие не прижилось, и по этой причине пропускная способность канала связи измеряется в бит/с. Производными единицами являются:

Величину I_imp в (5.3) можно установить из последующих суждений: если первичный алфавит содержит N символов с вероятностями возникновения их в сообщении р_i, то по формуле Шеннона (2.17) можно отыскать среднюю информацию на символ первичного алфавита I₁, для представления которого употребляется двоичный код длиной К⁽²⁾, то, разумеется,

При подстановке в (5.3) получаем: