Общая_Теория_Связи_Лекции / lex_17

2

Лекция № 17 по курсу

“Теория электрической связи”

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Основные качественные показатели, которые характеризуют системы связи как для передачи дискретных, так и непрерывных сообщений - это скорость и верность передачи. Для обеспечения необходимой скорости передачи информации при заданной верности приходится затрачивать некоторую мощность сигнала и занимать определенную полосу частот в канале связи. Представляет интерес сравнить между собой различные системы связи по степени использования ими основных ресурсов канала - пропускной способности, мощности сигнала и занимаемой полосы частот. Верность передачи будем считать заданной; она характеризуется при передаче дискретных сообщений вероятностью ошибки, а при передаче непрерывных сообщений - отношением сигнал шум на выходе демодулятора.

Для оценки эффективности систем связи введем коэффициент использования канала по мощности (энергетическая эффективность) и коэффициент использования канала по полосе частот (частотную эффективность)

; ,

где - скорость передачи информации; - отношение мощности сигнала к спектральной плотности мощности шума; - ширина полосы частот, занимаемой сигналом.

Безразмерные коэффициенты и имеют смысл удельных скоростей (скоростей отнесенных к одному из параметров канала). Обобщенной характеристикой эффективности систем связи является коэффициент использования канала по пропускной способности (информационная эффективность) .

С учетом формулы Шеннона ,

где - отношение сигнала и шума в полосе , получаем следующие выражения

, .

Согласно теореме Шеннона при соответствующих способах передачи и приема, величина может быть сколь угодно близка к единице при сколь угодно малой вероятности ошибок. В этом случае из условия получаем предельную зависимость между и

.

Частотная эффективность изменяется в пределах от 0 до , в то время как энергетическая эффективность ограничена сверху .

В реальных системах вероятность ошибки всегда имеет конечное значение и . В этих случаях можно построить кривые . В координатах и каждому варианту реальной системы будет соответствовать точка на плоскости. Полученные таким образом -диаграммы позволяют сравнительно быстро определить системы, удовлетворяющие заданным требованиям по энергетической и частотной эффективности и установить, насколько эти показатели для реальных систем близки к предельным.

Эффективность систем связи можно существенно повысить, если перейти от дискретных каналов к каналам с непрерывным выходом (полунепрерывные каналы) и многопозоционными сигналами (М>2).