30 Теорема Шеннона для оценки производительности канала связи.

Суть. Всякий зашумленный канал связи характеризуется своей предельной (максимальной) скоростью передачи информации (пропускной способностью), называемой пределом Шеннона. При скоростях передачи выше этого предела неизбежны ошибки в передаваемой информации. Зато снизу к этому пределу можно подойти сколь угодно близко, обеспечивая соответствующим кодированием информации сколь угодно малую вероятность ошибки при любой зашумленности канала.

пропускная способность канала , означающая теоретическую верхнюю границу скорости передачи данных, которые можно передать с данной средней мощностью сигналачерез аналоговый канал связи, подверженный аддитивному белому гауссовскому шуму мощностиравна:

где

 — пропускная способность канала, бит/с;

 — полоса пропускания канала, Гц;

  — полная мощность сигнала над полосой пропускания, Вт или В²;

 — полная шумовая мощность над полосой пропускания, Вт или В²;

 — частное от деления отношения сигнала к его шуму (SNR) на гауссовский шум,

Например, для стандартного телефонного канала полоса пропускания F = 3кГц, N/S = 30db, следовательно, теоретический предел для публичной коммутируемой телефонной сети равен примерно 30кбит/с. 

29 Параметры первичных сигналов

Знание параметров сигналов необходимо для их обработки в процессе передачи.

Основными первичными сигналами электросвязи являются: телефонный, звукового вещания, телевизионный, телеграфный, передачи данных.

Основными параметрами телефонного сигнала являются:

• мощность телефонного сигнала P_ТЛФ. Согласно данным МСЭ-Т средняя мощность телефонного сигнала в точке с нулевым измерительным уровнем на интервале активности составляет 88 мкВт. С учетом коэффициента активности (0,25) средняя мощность телефонного сигнала P_СР равна 22 мкВт. Кроме речевых сигналов в канал связи могут поступать сигналы управления, набора номера и пр. С учетом этих сигналов среднюю мощность телефонного сигнала принимают равной 32 мкВт, т.е. средний уровень телефонного сигнала составляет p_СР = 10 lg (32 мкВт/1мВт) = - 15 дБм0;

• коэффициент активности телефонного сообщения, т.е. отношение времени, в течение которого мощность сигнала на выходе канала превышает заданное пороговое значение, к общему времени занятия канала для разговора. При разговоре каждый из собеседников говорит приблизительно 50% времени. Кроме того, отдельные слова, фразы отделяются паузами. Поэтому коэффициент активности составляет 0,25..0,35.

• динамический диапазон определяется выраженным в децибелах отношением максимальной и минимальной мощности сигнала (дБ). Динамический диапазон телефонного сигнала составляет D_С=35...40 дБ;

• пик-фактор сигнала , который составляет 14 дБ.

• энергетический спектр речевого сигнала - область частот, в которой сосредоточена основная энергия сигнала , где- спектральная плотность среднего квадрата звукового давления;- порог слышимости (минимальное звуковое давление, которое начинает ощущаться человеком с нормальным слухом на частотах 600..800 Гц); f = 1 Гц. Из Рис.3.4 следует, что речь представляет собой широкополосный процесс, частотный спектр которого простирается от 50..100 Гц до 8000..10000 Гц. Установлено, однако, что качество речи получается вполне удовлетворительным при ограничении спектра частотами 300..3400 Гц. Эти частоты приняты МСЭ-Т в качестве границ эффективного спектра речи. При указанной полосе частот слоговая разборчивость составляет около 90%, разборчивость фраз - более 99% и сохраняется удовлетворительная натуральность звучания.

Энергетический спектр речевого сигнала

Телевизионный сигнал также формируется методом развертки. Анализ показывает, что энергетический спектр телевизионного сигнала сосредоточен в полосе частот 0..6 МГц. Динамический диапазон D_С  40 дБ, пик-фактор 4,8 дБ.

Основным параметром дискретного сигнала с точки зрения его передачи является требуемая скорость передачи (бит/с).

Аналогичные параметры определяются и для каналов связи. Параметры каналов связи должны быть не меньше соответствующих параметров сигналов.

28. ССС: геостационарные, низкие и средневысотные орбиты - принципы построения и их параметры.

В зависимости от вида предоставляемых услуг ССС можно разделить на три

основных класса: речевой (радиотелефонной) связи, пакетной передачи данных

ППД; определения местоположения (координат) потребителей.

В системах спутниковой связи (ССС) основными показателями, определяющим размеры зоны обслуживания, качество и энергетику радиолиний, являются тип орбиты и ее характеристики.

Таблица 1. Системы, использующие КА на GEO-, MEO- и LEO-орбитах
Показатель	Геостац	средне	низкие
Высота орбиты, км	36 000	5000-15 000	500-2000
Количество КА в ОГ	3	8-12	48-66
Зона покрытия одного КА (угол радиовидимости 50), % от поверхности Земли	34	25-28	3-7
Время пребывания КА в зоне радиовидимости (в сутки)	24 ч	1,5-2 ч	10-15 мин
Задержка при передаче речи, мс
Региональная связь	500	100	50
Глобальная связь	600	300	200
Время переключения, мин
с одного спутника на другой	Не требуется	50	10