4.Согласование статических свойств источника сообщений и канала связи

Оценка качества передачи производится по 3-м основным показаниям: 1) достоверность передачи; 2) скорость передачи; 3) простота технической реализации.

1) Достоверность для дискретного канала обычно оценивается вероятностью ошибочного приема одного символа или элементарного сообщения. При передаче непрерывных сообщений по достоверности передачи судят по значению среднеквадратичной ошибки при воспроизведении сообщения. М²=Мy(t)-x(t)²; y(t) - сигнал на выходе; x(t) - на входе; М - мат. ожидание. Достоверность характеризует помехоустойчивость инф. системы.

2) Скорость передачи характеризует эффективность информационной системы.

3) Техническая реализация информационной системы осуществляется исходя из возможности достижения 2-х следующих целей: 1. преобразование сообщений в соответствующие сигналы посредством соответственного выбора способа кодирования, обеспечивающего простоту и надежность аппаратной реализации. 2. преобразование сообщений с целью их защиты от несанкционированного доступа (шифрование). Такое преобразование может осуществляться как на уровне знаков, так и на уровне сигналов.

На практике при кодировании сообщений можно прийти к достижению двух целей:

1) при заданной скорости передачи обеспечить минимально возможную ошибку.

2) при заданной достоверности передачи обеспечить скорость передачи, приближающийся к пропускной способности канала.

На практике предельные возможности канала обычно никогда полностью нигде не используются, поэтому степень загрузки канала характеризуется понятием - коэффициент использования канала: =J/Cд; J=H/t - производительность источника сообщений; 01;

Cд - скорость передачи по дискретному каналу.

Клодом Шенноном была доказана основная теорема кодирования, где показано, что по каналу связи с заданной пропускной способностью Сд можно передавать информацию со скоростью, сколько угодно близкой к пропускной способности канала и с достоверностью со сколь угодно малой вероятностью ошибок. Такое качество передачи может быть достигнуто путем соответственного метода кодирования. В случае дискретного канала без помех, путем подходящего преобразования сигналов, осуществляемого кодером источника можно обеспечить кодирование, устраняющее избыточность передаваемых сообщений, т. е. добиться достижения среднего числа символов, требующихся для передачи этих сообщений. При отсутствии помех это даст выигрыш во времени, а значит и быструю скорость передачи, поэтому такое кодирование называется эффективным или оптимальным.

Подобные методы кодирования существуют, но универсальные методики их построения пока не найдены и отыскание эффективных методов кодирования в общем случае представляет значительные трудности. Вместе с тем решение этой задачи позволяет приблизить скорость передачи к ее предельному значению, обусловленному пропускной способностью канала, потому является одной из основных задач теории информации.

При наличии помех в передаваемое сообщение приходится вводить дополнительную избыточность, которая позволила бы максимально устранить влияние помех. При этом скорость передачи будет снижаться. К. Шенноном для дискретного канала с помехами было показано, что помехи в канале не накладывают ограничений на достоверность передачи. Ограничение накладывается только на скорость передачи, при которой может быть достигнута требуемая достоверность. Скорость передачи в канале с помехами не должна превышать пропускной способности канала при наличии помех. Количество избыточной информации при этом должно равно тем потерям информации, которые обусловлены наличием помех в канале.

В принципе, инф-ю по каналу можно передавать и со скоростью, превышающую пропускную способность канала. Но при этом неизбежны искажения, т. е. снижение достоверности и помехоустойчивости передачи.