Средства и способы передачи информации:

Сообщение – некоторая форма представления информации (текст, звук, видео…)

Сообщение – это (с формальной точки зрения) некоторая совокупность знаков или первичных сигналов.

Представление сообщения – это его конкретная форма.

Помимо представление важно выявлять способ выявления значения информации.

Переход от представления информации к её значению называется интерпретацией.

Извлечение информации обычно связано с изменением во времени значений некоторой величины, характеризующей состояние источника информации. Сообщение можно представить в виде функции времени. Эта функция может быть двух видов: аналоговой или дискретной.

Аналоговая функция представляется в виде непрерывного ряда вещественных значений физической величины в диапазоне времени.

Дискретная функция на любом конечном отрезке или интервале принимает конечное число различных значений.

Сообщения, описываемые функциями, могут быть аналоговыми или дискретными.

Виды сигналов и их классификации:

Сигнал – это физическое явление или процесс, несущий информацию, то есть сообщение о каком либо событии или состоянии объекта наблюдения.

По характеру все сигналы можно разделить на 4 группы:

1. Непрерывная функция непрерывного аргумента. Такие сигналы называются непрерывными или аналоговыми. Изменяться такие сигналы могут в произвольный момент времени и принимать могут любые значения из бесконечного множества.

2. Непрерывная функция дискретного аргумента. Функция может принимать произвольные значения, но изменяться только в определенные моменты времени (квантование по времени/дискретизация). Дискретизация позволяет любой непрерывный сигнал представить набором отдельных мгновенных значений.

3. Дискретная функция непрерывного аргумента. Дискретный сигнал может изменяться в произвольный момент времени , но величина сигнала может принимать только разрешенные дискретные уровни.

Процесс замены непрерывной функции ограниченным числом значений по шкале уровней называется квантованием по уровню.

Непрерывное значение сигнала в некоторый момент времени t можно представить ближайшим значением по шкале уровней. Такое квантование приводит к погрешностям (эта погрешность называется шумом квантования). Обычно считают, что шум кантования случайный и подчиняется равномерному закону распределения.

4. Дискретная функция непрерывного аргумента.

Система связи осуществляет перенос сигнала из одной точки пространства в другую.

Передатчик преобразовывает сообщение в некоторый сигнал по строго определенным правилам. Затем этот сигнал на основе некоторого физического носителя передается по каналу связи. Сигнал по каналу связи поступает в приемник , где его необходимо преобразовать в сообщение обратно. Это сообщение отличается от исходного, так как в канале связи бывают помехи. Восстановление переданного сообщения по принятому сигналу осуществляется по некоторому правилу приемником путем выбора из известного множества сообщений одного, которое в идеальном случае полностью совпадает с переданным, а в общем случае было бы близким. Степень соответствия между принятым и переданным сигналом определяет достоверность передачи данных достоверность передачи данных в вычислительной технике характеризуется вероятностью искажения бита(10^-5/10^-6).

Спектральное представление сигналов:

Реальные электромагнитные сигналы представляют совокупность множества частот. Любой периодический сигнал может быть представлен в виде суммы синусоид (ряд Фурье)

Каждая из составляющих синусоид называется гармоникой. W₁ – собственная частота. Все остальные частоты кратны этой собственной частоте. Тогда полученный сигнал будет периодическим.

Если U₀ не равен нулю, то сигнал U_T содержит постоянную составляющую(смещение среднего значение сигнала от нуля). Такое представление сигнала называется синусно-косинусным. Оно удобно для вычисления, но неудобно, что на каждой частоте имеются различные компоненты (sin и cos)

Амплитудно-фазовое представление сигнала:

Диаграмма распределения сигнала по частоте амплитуд и фаз гармонических составляющих называется спектральной диаграммой сигнала. Структура частотного спектра полностью определяется двумя характеристиками: амплитудой и фазой. Если нас интересует не значение амплитуд и фаз, а только частоты, на которых они присутствуют, то говорят о частотном спектре сигнала:

Все аналоговые и цифровые сигналы состоят из набора гармоник, принадлежащих некоторому диапазону частот (спектру). Так же у сигнала выделяется такое понятие, как ширина полосы. Абсолютной шириной полосы сигнала называют ширину его спектра. Большая часть энергии таких сигналов в общем случае ширины бесконечна, но большая часть сигнала находится в узкой полосе частот (фиктивная полоса сигнала).

Искажающие факторы:

1. Затухание – это относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по каналу связи. Затухание: А=lg(P_{выхода/}P_входа)

2. Ограниченность полосы пропускания – характеристика, определяющая диапазон частот, которые передаются по каналу связи без значительных искажений.

3. Задержка.

4. Шумы.

5. Пропускная способность линий характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Пропускная способность зависит от АЧХ(амплитудно-частотная характеристика).