2.3. Основные показатели качества функционирования системы связи

стоверности являются помехи. Таким образом, верность передачи со­ общений самым тесным образом связана с помехоустойчивостью сис­ темы, т.е. ее способностью противостоять мешающему воздействию посторонних сигналов. Система является тем более помехоустой­ чивой, чем более высокую верность передачи она обеспечивает при заданных характеристиках мешающих воздействий и определенной мощности передаваемых сигналов, отображающих состояние источ­ ника. Количественную меру достоверности выбирают по-разному, в зависимости от характера сообщения.

Если сообщение представляет собой дискретную последовательность элементов из некоторого конечного множества, влияние помехи проявляет­ ся в том, что вместо фактически переданного элемента может быть принят какой-либо другой. Такое событие называется ошибкой. В качестве ко­ личественной меры достоверности можно принять вероятность ошибки р или любую возрастающую функцию этой вероятности.

Косвенной мерой качества может служить оценка степени искаже­ ния формы принимаемых стандартных сигналов (краевые искажения, дробления, флуктуации фронтов и т. д.). Эти искажения также норми­ руются для дискретных каналов. Имеются простые соотношения для пересчета искажений формы сигнала в вероятность ошибки.

При передаче непрерывных сообщений степенью соответствия при­ нятого сообщения v(t) переданному u(t) может служить некоторая величи­ на е, представляющая собой отклонение v от и. Часто принимается крите­ рий квадратичного отклонения, выражающийся соотношением:

Среднеквадратическое отклонение ё 2 учитывает влияние на при­ нятое сообщение v(t) как помех, так и всевозможных искажений (ли­ нейных, нелинейных).

Достоверность передачи зависит от отношения мощностей сигнал/помеха. Чем больше это отношение, тем меньше вероятность ошибки (больше достоверность).

При данной интенсивности помехи вероятность ошибки тем мень­ ше, чем сильнее различаются между собой сигналы, соответствующие разным элементам сообщения. Задача состоит в том, чтобы выбрать для передачи сигналы с большим различием.

Достоверность зависит и от способа приема. Нужно выбрать та­ кой способ приема, который наилучшим образом реализует различие между сигналами при данном отношении сигнала к помехе. Правиль­ но сконструированный приемник может увеличить отношение сигна­ ла к помехе и притом весьма значительно.

Косвенная оценка качества передачи непрерывных сообщений приводится по характеристикам каналов (частотным, амплитудным, фазовым, уровню помех и т.д.), по некоторым параметрам сигналов и помех (коэффициент искажений, отношение сигнал - помеха и т. д.), по субъективному восприятию сообщений. Качество телефонной свя­ зи, например, можно оценивать по разборчивости речи.

Есть существенное различие между системами передачи дискрет­ ных и непрерывных сообщений. В аналоговых системах всякое, даже сколь угодно малое мешающее воздействие на сигнал, вызывающее искажение модулируемого параметра, всегда влечет за собой внесение соответствующей ошибки в сообщение. В системах передачи дискрет­ ных сообщений ошибка возникает только тогда, когда сигнал воспро­ изводится (опознается) неправильно, а это происходит лишь при срав­ нительно больших искажениях.

Е теории помехоустойчивости, разработанной В.А. Котельниковым, показывается, что при заданном методе кодирования и модуляции сущест­ ву61' предельная (потенциальная) помехоустойчивость, которая в реальном приемнике может быть достигнута, но не может быть превзойдена. При­ емное устройство, реализующее потенциальную помехоустойчивость, на­ зывается оптимальным приемником.

Наряду с достоверностью (помехоустойчивостью) важнейшим показателем работы системы связи является скорость передачи. В системах передачи дискретных сообщений скорость измеряется числом передаваемых двоичных символов в секунду R. Для одного ка­ нала сер о сть передачи определяется соотношением

Т - длительность элементарной посылки сигнала; m - основа­ ние к0 да При т - 2 имеем R = 1/7’= v, Бод.

Максимально возможную скорость передачи /?шкс принято называть Пропускной способностью системы. Пропускную способность системы передачи аналоговых сообщений оценивают количеством однОвременно передаваемых телефонных разговоров, радиовещатель­ ных иди телевизионных программ и т.п.

R = j log2m,

Пропускную способность системы R ^ не следует путать с пропус­ кной способностью канала связи С (см. гл. 4). Пропускная способность системы связи - понятие техническое, характеризующее используемое оборудование, тоща как пропускная способность канала определяет потен­ циальные возможности канала по передаче информации. В реальных сис­ темах скорость передачи R всегда меньше пропускной способности канала С. В теории информации доказывается, что при R < C можно найти такие способы передачи и соответствующие им способы приема, при которых достоверность передачи может быть сделана сколь угодно большой.

Из рассмотренного следует, что количество и качество передаваемой информации в канале связи в основном определяется помехами в канале. Поэтому при проектировании и эксплуатации систем связи необходимо добиваться не только малых искажений принятого первичного сигнала, но и заданного превышения сигнала над помехами. Обычно нормируется от­ ношение сигнал - помеха для принимаемых первичных сигналов.

Важной характеристикой системы связи является задержка. Под за­ держкой понимается максимальное время, прошедшее между моментом подачи сообщения от источника на вход передающего устройства и мо­ ментом выдачи восстановленного сообщения приемным устройством. За­ держка зависит, во-первых, от характера и протяженности канала, во-вто­ рых, от длительности обработки в передающем и приемном устройствах.

Контрольные вопросы

1.Что понимается под сообщением и сигналом?

2.Нарисуйте функциональную схему системы передач

информации.

3.Что называется каналом связи? Какие типы каналов Вы знаете?

4.Как происходит преобразование непрерывного сообщения в

сигнал?

5.Что такое достоверность передачи и как она определяется количественно?

6.Дайте определение основным характеристикам сигнала.

7.Что такое модуляция?

8. Каким образом восстанавливается переданное сообщение

вприемнике?

9.Какими параметрами определяется качество передачи инфор­ мации и количество переданной информации?

10.Что понимается под пропускной способностью системы связи?