1. Структуры системы передачи дискретных сообщений. Назначение основных функциональных блоков. Понятие дискретного сообщения, дискретного канала, канала передачи данных, тракта передачи данных, аппаратуры передачи дискретных сообщений.

Рисунок 1 – Система ПДС

Источник и получатель сообщений вместе с преобразователем сообщения в сигнал в состав системы ПДС не входят. Сообщение, поступающее от ИС, в ряде случаев содержит избыточность, что отрицательно сказывается на использовании канала ПДС. Задачу устранения избыточности на передаче в системе ПДС выполняет кодер источника, а восстановление принятого сообщения – декодер источника. Кодер канала преобразует исходную кодовую комбинацию и вносит в нее избыточность. На приемном конце декодер канала выполняет обратное преобразование. Кодер и декодер канала часто называют устройствами защиты от ошибок (УЗО). С целью согласования кодера и декодера канала со средой, в которой передаются непрерывные сигналы, используются устройства преобразования сигналов (УПС). В частном случае – это модулятор и демодулятор. Совместно с каналом связи УПС образуют дискретный канал – канал, предназначенный для передачи только дискретных сигналов.

Различают синхронные и асинхронные дискретные каналы. В синхронных ДК – каждый единичный элемент вводится в строго определенные моменты времени (для передачи только изохронных сигналов). По асинхронному каналу можно передавать любые сигналы – изохронные, анизохронные. Поэтому такие каналы называются прозрачными, или кодонезависимыми.

Для изохронного сигнала любой значащий интервал времени равен единичному интервалу или их целому числу. Анизохронными называют сигналы, элементы которых могут иметь произвольную длительность, но не менее τ_0MIN, другая их особенность – они могут отстоять друг от друга во времени на произвольном расстоянии.

Дискретный канал в совокупности с кодером и декодером канала (УЗО) называется расширенным (РДК). В технике передачи данных РДК называют каналом передачи данных.

Рисунок 2 – Тракт передачи данных

2. Алфавит источника сообщений и алфавит символов сигнала. Международные коды МТК №2 и №5.

МТК-2 – Международный телеграфный код №2, в котором каждому переданному символу соответствует пятиэлементная кодовая комбинация.

Использую 5ти-элементные комбинации, можно организовать передачу только 32 символов. Русский алфавит состоит из 33 букв, кроме того, имеются цифры и желательно обеспечить передачу латинских букв, знаков препинания и т.п. Поэтому в коде МТК-2 одна и та же 5ти-эоементная кодовая комбинация используется до трех раз в зависимости от режима передачи, который определяется регистром. В коде МТК-2 3 регистра – русский, латинский и цифровой. Прежде чем вести передачу конкретных знаков, передатчик сообщает приемнику с помощью специального служебного знака тот регистр, в котором будет вестись последующая передача. Тогда в зависимости от регистра каждая 5ти-элементная кодовая комбинация, поступившая от ИС, может иметь одно из 3-х значений. Например: 11101 в русском регистре означает букву Я, в цифровом – 1, в латинском – Q.

Набор символов, предусмотренный кодом МТК-2, является достаточным для написания телеграмм, а в некоторых случаях даже для передачи данных. Как правило, для передачи данных требуется использовать больше символов. В связи с этим был разработан 7ми-элементный код МТК-5. Он получил названии стандартного кода передачи данных (СКПД). Код имеет два регистра.

Коды МТК-2 и МТК-5 в технике ПДС называются первичными кодами.

3. Основные понятия теории информации. Энтропия. Количество информации, передаваемое при равновероятном и неравновероятном распределении символов в сообщений.

Информация – это сведения, которые подлежат передаче, распределению, хранению или обработке и непосредственному использованию.

Количественно информация измеряется в битах и определяется выражением:

I = log₂(P_апост/Р_апр).

Р_апр – априорная вероятность (до передачи),

Р_апост – апостериорная вероятность (после передачи).

I = log₂(1/Р_апр) = - log₂Р_апр = - log₂P.

Информация – снятая определенность (отрицательная энтропия).

Энтропия источника – среднее количество информации, которое приходится на один символ.

V – число символов в источнике,

log p(a_i) – величина информации.

Определим энтропию ИС для V = 2 и p(a₁) = p(a₂) = 0,5 (равновероятное распределение символов в сообщении):

Определим энтропию ИС для V = 2 и p(a₁) = 0,25 (неравновероятное распределение символов в сообщении):

Сообщение является формой представления информации. Различают непрерывные и дискретные сообщения. Примитивный пример – сообщение, переданное по телефону, - непрерывное, по телеграмме – дискретное. Символы – буквы и цифры, которые составляют сообщение. На конечном отрезке времени число букв и цифр является конечным, что является отличительной особенность дискретных сообщений.

4. Понятие дискретного сигнала и цифрового сигнала. Значащая позиция, значащий момент, единичный интервал, значащий интервал, единичный элемент.

Различают 4 вида сигналов:

1) Непрерывные сигналы непрерывного времени – сокращенно аналоговые сигналы. Они могут изменяться в произвольные моменты, принимая любые из непрерывного множества возможных значений. Пример – синусоида.

2) Непрерывные сигналы дискретного времени – могут принимать произвольные значения, но изменяться только в определенные, наперед заданные (дискретные) моменты t₁, t₂, t₃,…

3) Дискретные сигналы непрерывного времени – могут изменяться в произвольные моменты, но их величины принимают только разрешенные (дискретные) значения.

4) Дискретные сигналы дискретного времени – сокращенно дискретные сигналы. В дискретные моменты времени могут принимать только разрешенные (дискретные) значения.

Сигналы, формируемые на выходе преобразователя дискретного сообщения в сигнал, как правило, являются по информационному параметру дискретными, т.е. описываются функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений. В технике ПДС такие сигналы называют цифровыми сигналами данных (ЦСД). Параметр сигнала данных, изменение которого отображает изменение сообщения, называется представляющим (информационным).

Рисунок 5 – ЦСД

Фиксируемое значение состояния представляющего параметра сигнала называется значащей позицией (ЗП). Момент, в который происходит смена значащей позиции сигнала, называется значащим (ЗМ). Интервал времени между двумя соседними значащими моментами сигнала называется значащим (ЗИ).

Минимальный интервал времени τ₀, которому равны значащие интервалы времени сигнала, называется единичным (интервалы а-б, б-в и др.). Элемент сигнала, имеющий длительность равную единичному интервалу времени, называется единичным (ЕЭ).