Разделение по форме

Для разделения сигналов, различающихся формой, используются операции, наиболее чувствительные к изменению формы, - обычно дифференцирование, интегрирование и вычитание.

Кодовое разделение

Основная идея кодового разделения линий связи (CDMA – Code Division Multiple Access) заключается в том, что в одной и той же полосе частот можно использовать сигналы, которые не влияют друг на друга. Для их получения подбирается система сигналов, свободных в точке приема от взаимных влияний друг на друга. На передающей стороне формируется и передается через линию связи широкополосный сигнал с распределенной энергией. На приемной стороне этот сигнал умножается на соответствующий сигнал из системы сигналов, использовавшихся на передающей стороне, и интегрируется. В результате, на приемной стороне выделяется сигнал соответствующего абонента (датчика).

Комбинированные методы разделения.

Одновременное использование нескольких методов разделения позволяет увеличить число каналов и уменьшить их взаимное влияние. Например, разделение по форме в сочетании с частотным или временным разделением удваивает общее количество каналов. Применяются комбинации частотного с временным (например, в GSM кроме временного разделения используется и частотное разделение, а именно: NB TDMA), кодового с частотным, кодового и временного методов разделения, и другие.

11. Классификация методов сжатия. Характеристики методов сжатия. Сжатие методом rle.

Сжатие данных в вычислительной технике и системах связи (используются также термины архивация данных, когда сжатие применяется к готовым документам; программные средства, выполняющие эти операции, называют архиваторами, например, WinZip, WinRAR, WinArj, PKZIP.EXE, RAR.EXE, ARJ.EXE; используется и синонимы слова сжатие упаковка, компрессия) - это процесс кодирования массивов данных таким образом, чтобы объем занимаемый полученым кодом в запоминающих устройствах, был бы, по возможности минимальным.

При этом процесс сжатия должен быть полностью или частично обратимым, т.е. должна существовать обратная процедура, называемая декодированием (распаковкой, разархивацией), позволяющая восстановить из сжатых данных набор данных, в той или иной мере соответствующий исходным данным.

Такое определение под сжатием понимает следующие процедуры преобразования данных: неискажающее сжатие цифровых данных, сжатие цифровых данных с регулируемыми потерями, получение экономного представления входного аналогового сигнала.

При неискажающем сжатии цифровых данных исходный массив цифровых данных (исходное сообщение) представляется таким образом, чтобы получить минимизированный объем закодированных данных. Сжатие должно быть полностью обратимым, т.е. должна существовать процедура, позволяющая восстановить из сжатых данных точную копию исходного массива данных.

такой процесс часто называют сжатием без потерь, обратимым сжатием.

При сжатии цифровых данных с регулируемыми потерями обеспечивается экономное представление цифровых данных, но процедура сжатия не является полностью обратимой, т.е. распаковка не позволяет во всех случаях восстановить исходный массив данных до отдельного бита. Как правило, потери допускаются только в той части данных, которая не является существенной при дальнейшем использовании распакованного сообщения.

Хотя сжатие с потерями обычно обеспечивает более высокую степень сжатия, чем сжатие без потерь, его нельзя применять к текстовым документам, базам данных и, тем более, к программному коду, тогда как сжатие без потерь можно применять для любых типов данных.

Методы сжатия реализуются соответствующими алгоритмами. Могут быть программные и аппаратные реализации алгоритмов.

Характеристики алгоритмов сжатия данных

Коэффициент сжатия R, характеризующий отношение объема исходных данных L_исх к объему сжатых данных L_сж:

.

Степень сжатия r, характеризующая относительное уменьшение объема данных:

.

Скорость сжатия V_с определяется по формуле

,

где t_cж – время сжатия исходных данных.

Скорость распаковки V_р определяется по формуле

,

где t_р – время распаковки исходных данных.

Важной характеристикой алгоритма сжатия является симметричность во времени С – отношение времени сжатия исходных данных ко времени распаковки:

.

Для использования в Internet важной характеристикой алгоритмов сжатия является масштабируемость изображения.

Алгоритмы сжатия, использующие исключение повторов (RLE = Run-Length Encoding) чрезвычайно просты и ориентированы на быстрое сжатие данных, содержащих много идущих подряд одинаковых символов.

В основу алгоритмов RLE положен принцип выявления групп подряд идущих одинаковых символов и замены их структурой, в которой указывается код символа и число повторов, т.е. группа идущих подряд одинаковых символов заменяется на пару кодов вида <код символа; число повторов>. Максимальное число одинаковых символов, которое можно закодировать одной такой парой, определяется длиной кода числа повторов.

Проблему при сжатии алгоритмами RLE представляют данные, содержащие незначительное количество повторяющихся символов. К одиночным символам также приходится добавлять счетчик повторов, что вместо сжатия дает увеличение объема данных. Поэтому в практических реализациях алгоритмы RLE несколько усложняются, чтобы уменьшить увеличение объема сжатых данных в случае не очень подходящих данных.

Наилучшими объектами для данных алгоритмов являются графические файлы, в которых большие одноцветные участки изображения кодируются последовательностью одинаковых байтов. Эти алгоритмы могут давать заметное сжатие на некоторых типах файлов баз данных, имеющих таблицы с фиксированной длиной полей. RLE используется как этап сжатия в алгоритмах сжатия изображений. Следует отметить, что алгоритмы сжатия, использующие исключение повторов, неэффективны для сжатия текстовых данных.