Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокорсмический университет им. Н.Е. Жуковского “ХАИ”

Кафедра Проектирования радиоэлектронных систем Летательных Аппаратов

СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Лабораторная работа № 1

“ДИСКРЕТИЗАЦИЯ И КВАНТОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ”

Моделирование на ЭВМ

с использованием пакета MATLAB-SIMULINK

Шульгин В.И.

Харьков 2014

2

1. Источники информации

Главным назначением систем передачи информации является ее передача от источника к получателю.

Определим основные понятия.

Источник информации  это физический объект, система или явление, формирующие передаваемое сообщение.

Сообщение  это значение, или изменение некоторой физической величины, отражающие состояние объекта (системы или явления).

Все многообразие источников информации можно разбить на два класса:

Источники непрерывных (аналоговых) сообщений – речь, музыка, данные измерений различных параметров физических объектов (температура, давление, скорость, напряжения, токи и т.д.), неподвижные изображения, подвижные изображения (кино, видео) и т.д.

Первичные аналоговые сообщения – речь, музыка, изображения и т.д. – чаще всего представляют собой функции времени – (t) или других аргументов – (x, y) неэлектрической природы (акустическое давление, температура, распределение яркости и т.п.). Для передачи по каналу связи эти различные по своему характеру и физической природе сообщения преобразуются в электрический сигнал, изменения которого во времени – функция λ(t) – отображает передаваемую информацию. При этом как аргумент этой функции, так и сама функция λ(t) могут принимать любые значения из непрерывного интервала как по , так и по t:

  (_min, _max), t  (0, t), (1)

Источники дискретных (цифровых) сообщений – тексты, цифровые данные, программы для ЭВМ, результаты цифровых измерений различных параметров, цифровые фотографии, текстовые, графические или иные файлы и т.п.

В свою очередь существует несколько разновидностей дискретных источников.

1. Если алфавит сообщения A (_i ) (то есть элементы, из которых составлено сообщение, например, буквы или числа) представляет собой дискретное конечное множество

_i = ₁ , ₂ , . . ., _k , i = 1, K, (2)

такие сообщения называются дискретными по уровню, или квантованными.

2. Если сообщение принимает значения из непрерывного множества, но передается лишь в дискретные моменты времени

  (_min, _max), t = t₁ , t₂ , . . t_i, . . t_{m ,} i = 1, M, (3)

то такое сообщение называется дискретным по времени.

3. Если сообщение состоит из набора дискретных элементов _i = ₁ , ₂ , . . ., _k , i = 1, K, которые передаются только в дискретные моменты времени t = t₁ , t₂ , … t_j , …t_{m ,} j = 1 , M, такое сообщение называется дискретным по времени и по уровню, или цифровым.

Таким образом, при всем разнообразии реальных сообщений (источников) большинство из них можно формально отнести к следующим видам:

• непрерывные по времени (аналоговые);

• дискретные по времени (дискретизованные);

• дискретные по уровню (квантованные);

• дискретные по времени и уровню (цифровые).

Это различные по характеру сообщения, и для их передачи нужно использовать разные методы и устройства, что не очень удобно. Гораздо удобнее, если это возможно, было бы привести все виды сообщений к однообразному виду, так чтобы для их передачи можно было бы использовать одни и те же методы и устройства.

Таким универсальным представлением данных различных по характеру источников является их цифровое представление.