Часть 3:

I-теорема Шеннона. Скорость передачи информации составляет:

R_и = ,

где m - число градаций одного знака сигнала, T - время передачи этого знака.

При передаче двоичных символов 0 или 1 имеем m=2 R_и = v= 1 /ΔT – бит/с, т.е. скорость передачи информации равна технической скорости v передачи интервалов (или значений 0 и 1). При m>2 , R_и > v .

Предельная скорость передачи информации по каналу, с использованием m-градаций сигнала, пропускная способность канала (channel capacity) составит:

С = R_и = log₂m/ΔT.

Обычно интервал квантования по времени выбирают в соответствии с теоремой В.А. Котельникова ΔT=1/2f_в (где f_в - верхняя частота спектра процесса). В этом случае имеем:

R_u=2f_в log₂ m.

Если амплитуда информационного процесса изменяется в пределах S и мы его хотим передать с интервалами квантования (разбиения) по амплитуде S, то получим m= S/ S . Скорость передачи информации сигналом S(t) в этом случае составит:

R_S =2f_вs log₂ (S / S). (3.4)

Эту формулу скорости передачи информации впервые предложил в 1923 г американский ученый Гарри Найквист.

Большую информацию в жизни и радиотехнике несут звуковые (речевые и музыкальные) сигналы. Звуковые сигналы в телефонии могут передаваться с предельной частотой 8 кГц, музыкальные в радиопередачах имеют верхний предел 25 кГц. Еще большую информацию несёт сигнал, изменяющийся в пространстве и во времени (телевидение). Сигналы черно-белого телевидения требуют широкополосности 8 МГц, а цветного 24 МГц.

3. Носители информации (сигналов). Физические и информационные каналы связи. Описание и свойства радиотехнических каналов связи.

Носители информации (сигналов). Физические и информационные каналы связи.

Транспорт информации (сигналов) осуществляется по каналам связи. Например, в радиотехнике носителем информации (сигналов) являются радиоволны на конкретной несущей частоте. Они только переносят информацию, т.е. являются физическим каналом связи. Сами информационные сигналы передаются в виде изменения характерных параметров радиоволн - амплитуды, частоты или фазы.

Описание и свойства радиотехнических каналов связи.

Классификация РТС по характеру сообщений, циркулирующих в системе

В зависимости от характера сообщений, циркулирующих в РТС (радиотехнических системах) они делятся на следующие:

Непрерывные РТС (аналоговые). РТС вырабатывает случайный непрерывный процесс.

Примеры: радиовещание, пеленгационные системы, доплеровские РЛС, навигационные системы определения координат по разности фаз между РТС. Изменяемые параметры процесса: .

Импульсные системы – последовательность отрезков случайных непрерывных процессов (импульсов). Изменяемые параметры: .

Примеры: импульсные радиолокационные системы, импульсные радионавигационные системы, радио переговоры ключом, телеграф.

Дискретные или цифровые системы.

Информация содержится в последовательности различимых символов (дискретных сигналов). Полезная информация заключена в наличии и отсутствии сигналов в их последовательности.

При последнем способе передачи влияние помех мало сказывается на приеме сигналов, обеспечивается высокая точность передачи, меньше требований к стабильности характеристик аппаратуры.

Цифровые системы являются наиболее перспективным направлением создания РТС.

Классификация РТС по используемым частотам

Диапазон рабочих частот современных РТС простирается от 2 кГц до 300 ГГц. Рабочую частоту РТС выбирают в зависимости от её функционального назначения и условий распространения радиоволн. Классификация РТС по используемым частотам и деление радиосигналов по частотным диапазонам, приведеным в табл. 9.2.

Таблица 9.2. Деление радиосигналов по частотным диапазонам.

№	Название	по часто-те	Частота,	Длина волны,	Название	Свойства
1	Сверх.Дл.	ОНЧ	3-30 кГц	10-100 км	Мириамет-ровые	Огибание земной поверхности
2	Дл.В.	НЧ	30-300 кГц	1-10 км	Километ-ровые	-----//-----
3	Ср.В.	СЧ	0,3-3 МГц	100 м-1000 м	Гектомет-ровые	-----//-----, огибание предметов
4	К.В.	ВЧ	3-30 МГц	10-100 м	Декамет-ровые	Отражение от ионосферы
5	УКВ	ОВЧ	30-300 МГц	1-10 м	Метровые	Высокая направлен-ность
6	УКВ	УВЧ	0,3-3 ГГц	0,1-1 м	Дециметровые	-----//-----
7	УКВ	СВЧ	3-30 ГГц	1-10 см	Сантимет-ровые	Высокая разрешающая. способ.
8	УКВ	КВЧ	30-300 ГГц	0,1-1 см	Миллиметровые	-----//-----

Несущая частота определяет полосу пропускания .

Все рабочие частоты делятся на рабочие частотные диапазоны разных служб: военных, торгового и рыболовного флота, авиации, радиовещания, телевидения и т.п. В соответствии с используемыми диапазонами называются и классифицируются РТС (Например, «Местная УКВ радиостанция»).

Классификация РТС по виду модуляции

В системах передачи информации используются следующие системы:

а) Непрерывные системы (АМ – амплитудная модуляция, ЧМ – частотная модуляция, ФМ – фазовая модуляция).

б) Импульсные системы (ВИМ – время – импульсные, ШИМ - широтно- импульсные).

в) Дискретные системы (Амплитудная манипуляция – АМ, частотная манипуляция на двух несущих f₁ и f₂ - ЧМ, фазовая манипуляция – ФМ.).

г) Цифровые системы. (ИКМ – импульсно-кодовая модуляция или манипуляция).

Пример: УКВ система связи с ИКМ и частотной манипуляцией.

Пример: Сантиметровая радиолокационная импульсно-доплеровская система.