
- •Коммерциялық емес акционерлік қоғам
- •Ақпараттар теориясы
- •5В070400 – «Есептеу техникасы және бағдарламамен қамтамасыз ету» мамандығының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін дәрістер жинағы
- •1 Дәріс. Сигнал, ақпарат және хабар
- •1.1 Хабар кездейсоқ үрдіс ретінде
- •1.2 Детерминделген сигналдарды бейнелеу формалары
- •1.1 Сурет - Сигналдардың бейнелеу формулалары
- •1.3 Хартли өлшемі. Ақпараттың сандық бағасы
- •1.4 Шеннон энтропиясы мен Больцман энтропиясының арасындағы байланыс
- •1.2 Сурет - Ықтималдылықты жағдайлардың айырмашылығы
- •1.4 Ақпарат түсінігі
- •2 Дәріс. Бөгеусіз дискретті арна
- •2.1 Ақпарат таратудың бөгеусіз дискретті арнасы
- •2.2 Арнаның өткізу қабілеті
- •2.3 Бөгеусіз арнаның өткізу қабілеті үшін теорема
- •2.4 Бөгеусіз дискретті арнаның математикалық моделі
- •2.1 Сурет - Екілік симметриялық арнадағы өту ықтималдығы
- •3 Дәріс. Бөгеулері бар дискретті арна
- •3.1 Бөгеу туралы ұғым
- •3.2 Бөгеулердің түрлері
- •3.3 Бөгеулі ақпаратты таратушы дискретті арна
- •3.1 Сурет - Екілік арнаның өткізгіштілік қабілетінің қателік мүмкіндігіне р0 қатынасы
- •4 Дәріс. Бөгеулері бар дискретті арна (жалғасы)
- •4.1 Кедергісі және өткізгіштік қабілеті бар арнаға арналған теорема
- •4.2 Бөгеулі дискреттік арналардының математикалық моделі
- •4.3 Ақпаратты үздіксіз түрде ұсыну
- •4.1 Сурет - Сигналдың түрлері
- •4.4 Сигналды қалпына келтіру сапасының критерилері
- •5 Дәріс. Үздіксіз арна
- •5.1 Үздіксіз сигналды ортогональды қатарларға жіктеу
- •5.2 Фурье қатарлары және олардың байланыс техникасында қолданылуы
- •5.3 Котельников теоремасы (Шеннонның негізгі теоремасы)
- •5.4 Үздіксіз арнаның өткізу қабілеті (бөгеусіз және бөгеулермен)
- •5.1 Сурет - үб арнасының үлгісі
- •6 Дәріс. Байланыс жүйесіндегі сигналдарды түрлендіру және қалыптастыру әдістері
- •6.1 Ақпарат тасушының модуляциялау әдістері
- •6.2 Гармоникалық модуляциялық сигналы
- •6.1 Сурет - Модулятор
- •6.3 Амплитудалық (ам), жиіліктік (чм), фазалық (фм) модуляция
- •6.2 Сурет - Амплитудалық – модуляцияланған сигнал
- •6.3 Сурет – Жм сигналының лездік жиілігі
- •7 Дәріс. Фазалық модуляция
- •7.1 Фазалық модуляция
- •7.2 Сигналдардың уақыттық, спектрлік және векторлық көріністері
- •7.4 Жиілік жолығының ұзындығы және жм және фм сигналдарының спектрлерінің айырмашылығы.
- •7.6 Сурет - Бессель функцияларының графиктері
- •8 Дәріс. Импульсті модуляция
- •8.1 Сурет – Әр түрлі импульсті модуляция сигналдары
- •8.2 Дискреттік модуляциялау әдістері
- •8.2 Сурет - Дискреттік модуляция кезіндегі сигналдардың уақыттық диаграммалары
- •8.3. Импульстер жүйесінің спектрі
- •8.3 Сурет - Импульстер жүйесінің спектрі
- •9 Дәріс. Бөгеуге тұрақты кодтау теориясы
- •9.1 Өткізгіштік қабілеті және құжаттарды жіберу жылдамдығы
- •9.2 Мәліметтердің артықшылығы
- •9.3 Тиімді кодтау теоремасы
- •10 Дәріс. Бөгеуге тұрақты түзетуші кодтар
- •10.1 Жалпы мәліметтер
- •10.2 Қателерді табудың және түзетудің негізгі принциптері
- •10.3 Кодалық қашықтық және кодтың түзету қабілеті
- •10.4 Кодтарды түзету классификациясы
- •11 Дәріс. Бөгеуге тұрақты түзетуші кодтар (жалғасы)
- •11.2 Үйірткі кодтар
- •12 Дәріс. Жүйелердің бөгеулерге тұрақтылық теориясы
- •12.1 Хабарлардың оптималды қабылдау шарттары
- •12.2 Оптималды қабылдағыштардың алгоритмдер мен сұлбаларын синтездеу, коррелияцилық қабылдағыш, үйлестірілген сүзгісі бар қабылдағыш
- •12.1 Сурет - Котельниковтың қолайлы қабылдағышы
- •13 Дәріс. Үйлесімді сүзгісі бар қабылдағыш
- •13.1 Үйлесімді сүзгісі бар қабылдағыш
- •13.1 Сурет - Котельников үйлесімді сүзгілі оптималды қабылдағышы
- •13.2 Модуляция түрлері және сигналды қабылдаудың әртүрлі
- •13.2 Сурет – ам, жм, фм сигналдарының эквивалентті энергияларын анықтау үшін
- •13.2 Салыстырмалы фазо-манипуляцияланған сигналдар
- •14 Дәріс. Көпарналы байланыс
- •14.1 Көпарналы байланыс
- •14.1 Сурет- Көпарналы байланыс арнасынын функционалды сұлбасы
- •14.2 Сигналдардың фазалық, жиіліктік, уақыттық бөлінуінің әдістері
- •14.2 Сурет - Арналардың уақытша бөлінуі
- •14.3 Сурет - цат-тің құрылымдық сұлбасы
- •15 Дәріс. Модуляцияның цифрлық әдістері
- •15.1 Ақпаратты қалпына келтіру және дискритизацияның принципі
- •15.1 Сурет - Аналогтық сигналдың цифрлық икм сигналға айналу құрылымы
- •15.2 Импулсті - кодалық модуляция (икм)
- •Мазмұны
8.1 Сурет – Әр түрлі импульсті модуляция сигналдары
8.2 Дискреттік модуляциялау әдістері
Кодтық символдар {ai} тізбегі болып есптелетін кодталған хабар U(t) дискреттік модуляция кезінде сигнал элементтерінің {si} тізбегіне айналады. Соңғысы кодтық сигналдардан тек электрлік көрсеткішімен ерекшеленеді. Жеке түрде дискреттік модуляция мазмұны кодтық символдардың {ai} тасымалдаушыға f(t) әсерінен тұрады. Мұндай дискреттік модуляция үздіксізге ұқсас. Модуляция бойынша тасымалдаушының бір көрсеткіші анықтаушы кодтың өзгеру заңы бойынша өзгереді. Әдетте тасымалдаушы ретінде үзіліссіз тоқ қолданылады (гармоникалық тербеліс). Бұл жағдайда амплитудалық (АМ), жиіліктік (ЖМ) және фазалық (ФМ) модуляциялар алынады. Дискреттік модуляцияны манипуляция деп те атайды, ал дискреттік модуляцияны іске асыратын құрылғыны (дискреттік модуляторды) манипулятор немесе сигнал генераторы деп атайды. АМ кезінде 1 символына τо уақыт ағымындағы тасушы тербелістің жіберілуі, ал 0 символына тербелістің жоқтығы (кідіріс) сәйкес келеді. ЖМ кезінде f1 жиілігі бар тасушы тербелістің жіберілуіне 1, ал f0 тербелістің жіберілуіне 0 сәйкес келеді. ФМ кезінде 1-ден 0-ге және 0-ден 1-ге өткенде тасушының фазасы 180º-қа өзгереді. Модуляцияланған сигнал мұнда екі мән қабылдайды - s1(t), s2(t).
Қазіргі кезде салыстырмалы фазалық модуляция (ОФМ) қолданылады. ФМ-ге қарағанда тасушы тербеліс 1 символын жібергенде 180º-қа өзгеріп, 0 символын жібергенде өзгеріссіз қалады.
ОФМ кезінде әр жіберілімнің манипуляциясы алдыңғысына қатысты болады. Сөйтіп, тасымалдаушы тербелістің қалаған көрсеткішіне манипуляция жүргізуге болады: жиілік өзгертсек ОЖМ, амплитуда өзгертсек ОАМ ала аламыз.
Манипуляцияланған сигналдардың спектрі. s1(t) және s2(t) сигналдары – гармоникалық тербелістің кесінділері, сондықтан олардың спектрлері шексіз болса да, тасушы жиіліктер ω0,ω1,ω2 жанында орналасқан.
а) модульдеуші бастапқы сигнал.
8.2 Сурет - Дискреттік модуляция кезіндегі сигналдардың уақыттық диаграммалары
8.1 кесте - Манипуляциаланған сигналдардың спектр ұзындағы
Манипуляция түрі |
АМ |
ЖМ |
ФМ |
ОФМ |
Спектр ұзындығы, Гц |
2В |
2(В+∆fД) |
2В |
2В |
Мұнда, В – модуляция жылдамдығы, Бод; ∆fД – девиация жиілігі, Гц.
Манипуляцияланған сигналдарды жіберетін байланыс арнасының сипаттамасын есептеу үшін спектр құрылысын толықтай білу қажет емес, тек келесі көрсетілген формула бойынша екілік манипуляцияланған сигналдың спектр ұзындығын табу керек:
.
8.3. Импульстер жүйесінің спектрі
Импульстер жүйесінің спектрі дискретті болады:
Мұндағы
комплексті спектрдің амплитудасы
дискретті мәндегі үздіксіз спектрден
алынуы мүмкін arg
үшін:
Спектрда
тек тақ гармоника болады:
1, 3, 5,…. Т=5
үшін:
8.3 Сурет - Импульстер жүйесінің спектрі
9 Дәріс. Бөгеуге тұрақты кодтау теориясы
Дәріс мақсаты: Бөгеуге тұрақты кодтау теориясымен және тиімді кодтау теоремасымен танысу.
Мазмұны:
а) өткізгіштік қабілеті және құжаттарды жіберу жылдамдығы;
б) мәліметтердің артықшылығы;
в) тиімді кодтау теоремасы.
9.1 Өткізгіштік қабілеті және құжаттарды жіберу жылдамдығы
Электробайланыста кедергіге қалыпты қарсы тұруды қамтамасыз ету басты мәселелердің бірі болып табылады. Байланыс жүйесі бөгеуілдер болса да, сигналдар мен мәлметтерді жіберудің берілген сапасын қамтамасыз ете алатын болып жобалану және қаналу керек. Бөгеулердің сигналдар жіберуіне ықпал етуін есептеу және осы ықпалдың кішірею жолдарын табу – кедергіге қалыпты қарсы тұратын кодтау туралы теорияның шешіліп отыратын басты мәселелердің бірі болып табылады.
Кедергіге қалыпты қарсы тұратын кодтау және қателіктерді түзу түзететін кодтау осындай байланыс жүйелерінле қолданылады – кері каналдың қайта жіберуге сауал жіберудің болмайтын немесе қол жетпейтін, арнадағы қайта жіберу сауалының іркілісі өте үлкен болуы немесе, ақыр аяғында, бөгеулер деңгейі соншалық үлкен, сондықтан қайта жіберудің саны өте көп болып кетеді.
Сигнал беру жылдамдығы – дегеніміз уақыт бірлігінде байланыс каналымен таралатын өзара мәліметтердің саны
.
(9.1)
Өткізгіштік қабілет – дегеніміз берілген арна үшін максималды жетілетін мәліметті жіберу жылдамдығы
,
(9.2)
мұндағы ДХ максимумы таратушының барлық ықтимал бөлістерімен ізделінеді немесе Нс көзінің барлық ФПВ. С мөлшері тек байланыс каналының сипаттамасы бола алады, және мәліметтер таратушының статисткасына тәуелді емес.