Энтропийная погрешность

Однозначного соответствия между мощностью погрешностей (её дисперсией) «сигмавквадрате» и вносимой ею дезинформации нет. При определенном среднестатистич знач мощностей (действующими знач мощностями помех) наибольшим дезинформирующем действием (наибольшей энтропией) обладает погрешность с норм законом распределения вероятности погрешности, ее энтропия оказ-ся меньше, т.е при произвольном законе распределения вер-сти дезинформационное действие погрешности опр-ся не всей мощностью помехи, а только некоторой её частью, кот наз-ся энтропийной мощностью погрешности (помехи).

При исследовании измерит устр-в удобнее исп-ть не знач энтропийные мощности погрешности, а энтропийное знач самой погрешности.

Энтропийным знач погрешности считается знач погрешности с равномерным законом распределения, кот вносит такое же дезинформационное действие, что и погрешность с данным законом распределения.

Скорость передачи информации

• среднее кол-во информации, передаваемое данной с-ме на ед. времени. Пропускная способность — max кол-во инфо, предоставляемое по данному каналу связи за ед времени. Пропускную способность можно определить по т. Котельникова, если известна верхняя частота частотного диапазона канала Fmax. Кол-во инф-ции в каждом отсчете при равномерном распределении в диапазоне от 0 до Хмакс и погрешности канала +-дельтаикс опр-ся:

I(x) = log2 (xmax/2*дельтаикс)

Пропускная способность:

С = 2*Fmax*I(x)

Для передачи информации с возможно меньшей ошибкой по каналам связи с помехами необходимо осуществить опр методы кодирования. Пропускная способность канала должна быть больше либо равна кол-ву передаваемой информации. Теоретически, предельная скорость передачи информации или пропускная способность канала связи при наличии помех опр-ся:

C = дельтаF*log2(1+Pc/Pn)

где дельтаF — ширина полосы частот канала, Pc — средняя мощность сигнала, Pn — средняя мощность помех с норм законом распределения амплитуд и равномерным спектром в полосе частот канала связи.

С уменьшением Pn C неограниченно возрастает, но практически это невозможно осуществить из-за наличия всевозмлжных аппаратных погрешностей, уменьшающих пропускную способность. Если Рс существенно больше Pn, то:

С = дельтаF*log2(Pc/Pn)

В рез-те, макс кол-во информации за время Т будет опр-ся:

Вс = дельтаF*T*log2(Pc/Pn), где log2(Pc/Pn) = H — мера превышения сигнала над помехами

Для передачи информации с заданной точностью необходимо уменьшить мощность передаваемого сигнала, увеличив соотв. полосу частот дельтаF и, наоборот, сократить дельтаF засчет увеличения мощности сигнала.

Модуляция

позволяет увеличить объем передаваемой информации по одной линии связи засчет частотного распределения команд и повышает достоверность передаваемого сигнала при исп-ии помехоустойчивого вида модуляции. Модуляция — образование сигнала путем изменения параметров переносчиком информации под воздействием сообщений. В качестве переносчика информации исп-ся гармонич колебания или периодическая последовательность импульсов. В зависимости от изменяемого параметра переносчика информацию различают амплитудную, частотную и фазовую модуляции.

Амплитудная модуляция

• образование сигнала путем изменения амплитуды гармонич-го колебания (переносчика) пропорционально мгновенным значениям напряжения или тока др сигнала (сообщения)

Модулирующий сигнал может быть детерминированным или случайным. Всегда наивысшая частота спектра омегамакс должна быть меньше частоты сигнала, несущего информацию в следующем виде:

E(t) = E*cos ωt

U(t) = U0*cosω0*t

ω0 — несущая частота

Кодирование информации

В ИС под кодом подразумев-ся мн-во дискретных сигналов в виде кодовых комбинаций.

Кодирование - преобразование дискретных сообщений в дискретные сигналы. Декодирование - обратный процесс.

Основные цели кодирования информации

• передача по одному информационному каналу в несколько сообщений, представляемых в виде кода разделенных сигналов,

• повышение помехоустойчивости и достоверности передаваемой информации

• уменьшение избыточности (более экономич ис-ние частоты информационных каналов)

• снижение стоимости хранения и передачи информации

• возможность засекречивать информацию.

Характеристики кода:

m — основание кода, равное числу отличающихся друг от друга символов в используемом алгоритме

n — длина кодовой комбинации — разрядность кода (длина слова)

Помехозащищенные или корректирующие коды

• коды, позволяющие обнаруживать или исправлять ошибки кодовых комбинаций

Данные коды делятся на 2 группы:

1. коды с обнаружениями ошибок

2. коды с обнаружением и исправлением ошибок

1й тип исп-ся в с-мах с повышенными требованиями достоверности передаваемой информации (вычислительные управляющие машины)

Избыточность и методы ее уменьшения

Кол-во данных, получаемых при решении научно-технич задач велико, а их обработка и анализ — трудоемки. Не все сообщения, поступающие в обработку ЭВМ несут полезную информацию, поэтому знач ччасть из них можно сократить как избыточную.

Избыточность — опр-ся как часть сообщения, кот яв-ся несущественной и при ее потери полнота сообщения сохраняется и при необходимости может быть восстановлена. Избыточная информация увеличивает время ее обработки.

В ИИС избыточностью информации яв-ся:

-неоправдано частое измерение медленно передающихся параметров,

-неоправданное кодирование сигналов, напр, в телекоммуникационных с-мах

Сокращение избыточности уменьшает объем сигнала, облегчает условие работы каналов связи.