Л.7.Основные принципы передачи информации на физическом уровне Виды сигналов и их физическая реализация

Материальными переносчиками информации служат сигналы, представляющие собой физические процессы, удовлетворяют следующим условиям:

– они допускают возможность управления параметрами процесса в соответствии с выбранным алгоритмом;

– эти сигналы могут передаваться по соответствующим линиям связи;

– эти сигналы могут быть воспринимаемы и регистрируемы соответствующими техническими устройствами.

В настоящее время в информационных системах наибольшее распространение имеют сигналы электромагнитной природы.

Непрерывные сигналы: характерными параметрами являются амплитуда, частота, фаза.

Дискретные сигналы: реализуются в виде кратковременных отклонений, используемого физического процесса от исходного стационарного состояния.

Если в качестве дискретных сигналов используют кратковременные воздействия электрического тока или напряжения, то такие сигналы называются видеоимпульсами.

Если импульсный сигнал реализуется кратковременным высокочастотным процессом, то такой сигнал называется радиоимпульсом. При этом огибающая радиоимпульса рассматривается как видеоимпульс. Форма таких сигналов: прямоугольная, трапецеидальная, треугольная, пилообразная, колоколообразная, экспоненциальная.

Информационные признаки сигналов, используемых в системах передачи данных (спд).

К числу основных импульсных отличительных признаков относятся следующие:

а) полярные признаки ; б) амплитудные признаки ; в) временные признаки;

г) фазовые признаки ;д) частотные признаки

Лекция.

Цель лекции – изучение видов сообщений, используемых в ИВС, теоремы Котельникова

Задачи лекции:

- изучить основные виды сообщений, способы квантования сигналов,

- изучить теорему Котельникова и ее практическое значение

Вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Сообщения и их виды. Квантование сигналов, его назначение и виды.

2. Теорема Котельникова и ее практическое значение

Величины, характеризующие тот или иной информационный процесс, как правило, имеют случайный характер, то есть не могут быть заранее известными.

Если случайная величина в области своего существования может принимать только конченое число значений, то ее называют дискретной по множеству.

Если же случайная величина может принимать бесконечное число своих значений, то ее называют непрерывной по множеству.

По виду получаемой функции все сообщения можно классифицировать: непрерывные по множеству и времени (непрерывные); непрерывные по времени и дискретные по множеству; непрерывные по множеству и дискретные по времени сигналы; дискретные по множеству и времени.)

Квантование сигналов, его назначение и виды

Процесс (процедура) преобразования непрерывной физической величины в дискретную называется квантованием.

1. Квантование по уровню : мгновенные значение функция заменяются ее ближайшими дискретными значениями, которые называются уровнями квантования. Интервал между двумя соседними уровнями называется шагом квантования.

Шаг квантования может быть как постоянным (равномерное квантование), так и переменным (неравномерное квантование). Ошибка или «шум» квантования.

Повторное квантование позволяет восстановить искаженный помехой сигнал и исключить накопление влияния помех.

2. Квантование по времени (дискретизация): непрерывная функция x(t) заменяется ее отдельными значениями, взятыми в фиксированные моменты времени - чем меньше выбранный интервал ∆t, тем более точно на приемной стороне может быть воспринята функция. С другой стороны, при слишком мелком шаге дискретизации снижается скорость передачи данных, а также повышаются требования к полосе пропускания канала связи: ∆F_к; так как ∆t и ∆F_к связаны соотношениями. При слишком крупном шаге дискретизации уменьшается точность воспроизведения функцией на приеме.

В ряде случаев оказывается целесообразным использовать смешанный тип квантования, то есть квантование по уровню и времени: сигнал предварительно квантуется по уровню, а отсчеты получившихся квантованных значений производят через заданные промежутки времени ∆t. При этом погрешность такого квантования определяется средним геометрическим значений ошибок квантования по уровню и квантования по времени: