35. Передача информации. Линии и каналы связи и их характеристики.

Источник информации — субъект или объект, порождающий информацию и представляющий ее в виде сообщения. Приемник информации — объект или субъект, который принимает сообщение и способен правильно его интерпретировать. Передача информации всегда связана с каким-либо нестационарным, то есть с изменяющимся во времени процессом в некоторой материальной среде.

Совокупность устройств, которые используются для передачи информации между источником и приёмником информации, устройств выполняющих при этом операции кодирования, декодирования, преобразования, передачи или приема сообщений называется приемно-передающей системой или линией связи.

Если при передаче сообщения используется только один носитель, то такая линия связи называется релейной линией. Если при передаче сообщения производится смена носителя, то есть в его передаче участвуют несколько разных носителей, то такая линия называется преобразовательной линией или преобразователем.

Протяженная в пространстве среда, «через» которую осуществляется передача сообщения называется каналом связи или просто каналом

Основные характеристики канала связи

1. Ширина полосы пропускания.

Интервал частот , , которые могут без искажения передаваться по каналу связи, называется шириной полосы пропускания канала. Примеры: полоса пропускания слуха человека от = 16 Гц до = 20 000 Гц, телефонной связи от = 300 Гц до = 3 400 Гц.

2. Минимальная длительность импульса.

Длительность элементарного импульса , с помощью которого передается одна двоичная цифра сообщения, равна половине периода сигнала. Минимальный период определяется как величина обратная максимальной частоте полосы пропускания .

3. Пропускная способность канала C определяется как отношение передаваемого с одним импульсом количества информации ко времени :

4. Скорость передачи информации J определяется как отношение количества переданной информации I к времени t, в течение которого оно передано:

Так как - минимальное время передачи импульса, то C - максимальная скорость передачи информации, поэтому:

Максимальная скорость передачи информации по каналу связи равна его пропускной способности

36. Надёжность передачи и хранения информации. Вторая теорема Шеннона.

Надежной или достоверной считается такая передача или хранение информации, при которой не происходит её искажение, отсутствуют её потери.

Вторая теорема К. Шеннона

При передаче информации по каналу с шумами всегда можно выбрать способ кодирования, при котором сообщение передается со сколь угодно высокой достоверностью, если скорость передачи не превышает пропускной способности канала.

Надежность передачи сообщения обеспечивается тем, что кроме информационных бит сообщение содержит дополнительные - контрольные биты, по состоянию которых можно судить о правильности передачи.

Пусть ki - количество информационных битов, kc - количество контрольных битов, k = ki+kc. Относительная избыточность сообщения L для реального канала равна:

37. Кодирование с обнаружением и исправлением ошибок.

Существуют способы кодирования, позволяющие установить факт появления ошибки - обнаружение ошибки, и способы, обеспечивающие и обнаружение и исправление ошибок.

Обнаружение ошибки

Общепринятый способ, обеспечивающий обнаружение одиночной ошибки. В каждый байт включается один контрольный разряд, с помощью которого проводится проверка на нечетность по правилу: количество единиц в байте (включая контрольный разряд) должно быть нечетным.

Обнаружение одиночной ошибки с помощью контрольного бита. Относительная избыточность равна:

Коды с исправлением ошибок - коды Хемминга.

Тройка битов снабжается одним контрольным разрядом. Количество единиц в каждой области должно быть нечетным. Для 4 информационных битов достаточно выделение контрольных разрядов для 3 из возможных 4 троек.

Ошибочный бит находится в секторе общем для областей с нарушенной четностью.