Скорость передачи цифровых сигналов

Рассмотрим следующую величину: максимальное количество единичных элементов, которые можно передать в секунду. Такая величина измеряется в Бодах. 1[Бод] = 1[ед.эл-т] / 1[с] Обозначим ее как B = 1 / t₀. Тогда при t₀ = 0.1с скорость модуляции составит B = 10 Бод. Величину t₀ называют бодовым интервалом, в течение которого передается единичный элемент сигнала.

Скорость передачи информации

Скорость передачи информации R измеряется в битах, переданных за 1 секунду [бит / с]. Часто единица измерения пишется как bps (bits per second).

Примеры:

1. Передается символ. Его передача складывается из: Продолжительность передачи одного элемента = 13.5мс (исключая стоповый сигнал). Общая продолжительность передачи кодовых символов 81мс. На передачу 1-го символа уходит 100мс => в 1 секунду можно передать 10 символов. Из этого получаем, что скорость передачи в данной системе - 10 симв/c. Код несут только 6 элементов, каждый из которых представляет собой 1 бит информации. Отсюда получаем скорость передачи информации: R = 60 бит/с. t₀ в нашем случае равна 13.5мс. Тогда B = 1/t₀ = 74 Бод. Таким образом B ">" R.

2. Если между сигналами пауза = 20 мс. Для передачи надо 120 с => R = 41.7 бит/c. Если отказаться от старт-стоповой передачи, то можно сказать, что R и B совпадают.

3. Возможен ли вариант, когда B < R ? Т.Найквиста В канале с ограниченной полосой пропускания скорость модуляции не может быть больше ширины этой полосы. Например, ширина телефонного канала 3100Гц. Получаем, что максимальная скорость модуляции будет B = 3100 Бод. Для телефонных каналов средняя скорость R = 33600 бит/c. Скорость становится выше, если в состав телефонной сети входят цифровые каналы.

Каждому фрагменту аналогового сигнала поставим в соответствие не один бит, а несколько. Если канал качественный, то за единицу времени по нему можно передавать не 1 символ, а 2 (дибит). !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4 значащих позиции. Величина u зависит от символа, идущего первым. Приемник должен быть в состоянии различить u/w/fi. Когда 4 значащих позиции появляются некоторые сложности для приемника. При амплитуде могут быть помехи (затухание колебаний) => у приемника должны быть эталонные значения. Если мы хотим повысить скорость, зафиксируем следующее соотношение: R = B - n где n - емкость кодирования (для данного примера n=2) Соответственно, если мы хотим в 3 раза увеличить скорость: n = 3, то надо увеличить количество значащих позиций. n приводит к тому, что значений u/w/v становится больше, и приемнику становится сложное их отделить друг от друга (так как уменьшается расстояние). Имеем при n точек становится больше и расстояние между ними сокращается. Формула Хартли-Шеннона определяет максимальную скорость передачи информации: R_max = F * log₂ * (1 + S/N) S/N - отношение сигнала к шуму в канале. Измеряется в дечибелах [дБ] F - ширина полосы пропускания. Если S/N = 1, то R_max = F, хотя это маловероятно. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!