Методы разделения каналов в многоканальных системах связи

· пространственные – разделение каналов в пространстве

 

 

· временны¢е – разделение по интервалу времени (опрос датчиков, принтеров, …)

 

· частотные (ортогональные) – разделение по полосе частот (радио, телевидение, …)

 

 

 

· кодовые (адресные) – отправка передаваемых данных по адресам (интерфейсы)

· (когнитивные) семантические (договорные) – разделение по смыслу (по договоренности)

· Другие –

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕМЫ К. ШÉННОНА ДЛЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ

 

Теорема эффективности: в дискретных системах связи без помех можно найти такой способ кодирования сообщений, при котором среднее число двоичных символов на один символ исходного сообщения будет минимальным /энтропия сообщений на выходе канала связи будет асимптотически стремиться (или равняться пропускной способности канала С, равной энтропии источника сообщений Н)/.

Передать сообщение со средней скоростью, большей чем С / Н, невозможно.

,

Для независимых символов

,

– число возможных (допустимых) сигналов длительности Т;

– вероятность возможного состояния (сообщения) i;

– вероятность создания различных возможных символов для i -го состояния.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕМЫ К. ШЕННОНА ДЛЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ

 

Теорема помехоустойчивости: пусть Р – средняя мощность передатчика и пусть помеха есть белый шум с мощностью N в полосе частот Т с верхней частотой . Применяя достаточно сложную систему кодирования, можно передавать двоичные цифры со скоростью, равной пропускной способности

(предел Шеннона),

со сколь угодно малой частостью (вероятностью) ошибок.

Никакой метод кодирования не допускает передачи с большей скоростью при произвольно малой вероятности (частости) ошибок.

КОДИРОВАНИЕ НАДНЫХ

Кодирование (надных) – преобразование надных из формы, удобной для непосредственного их получения (генерирования) и использования, в форму, удобную для автоматического сбора, хранения, передачи и обработки.

Декодирование – операция (преобразование), обратная кодированию.

Эффективное кодирование – такое, при котором достигается наилучшее использование пропускной способности канала передачи надных по этому каналу связи.

Его идея – выравнивание вероятностей появления символов одинаковой длительности в канале (линии) связи.

Для двоичного канала (передача символов 0 и 1) эффективный код должен быть таким, чтобы вероятности (частости) передачи 0 и 1 в канале были равны. Пример – код Шéннона-Фано.

ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ КОДА ШЕННОНА-ФАНО

Сообщение (состояние объекта)	Вероят-ность	Номер деления на подгруппы	Символы кода	Длительность сигнала
позиции
х 1 (S 1)	0,5	I								t
х 2 (S 2)	0,25		I							2t
х 3 (S 3)	0,125	II	II	I						3t
х 4 (S 4)	0,125		I						3t

 

Кодовые группы имеют особенности:

1) 0 и 1 встречаются в среднем одинаково часто (вероятность их передачи равна);

2) начальная часть сигнала каждого сообщения не воспроизводит конец сигнала какого-либо другого сообщения.

Помехоустойчивое кодирование – это кодирование, обеспечивающее такое представление каждого исходного символа источника в канале связи с помехами, при котором все сообщения будут передаваться с заданной достоверностью. При совмещении помехоустойчивого и эффективного кодирования – со скоростью, близкой или равной пропускной способности канала связи.

Основные идеи помехоустойчивого кодирования – введение избыточности (дополнительных символов) и максимально возможные кодовые расстояния между последовательностями символов, кодирующих разные сообщения.