Расчет базовых параметров, определяющих качество передачи информации по каналу с помехой. Расчет пропускной способности канала с помехой, страница 2

Ошибки создаются помехами квантования и дискретизации, а также шумами в линиях связи

2.1. Передача информации при оптимальном кодировании информации

Пропускная способность канала с помехой при передача информации с применением оптимального кодирования определится [1]:

.

Где -  полоса пропускания канала,  Гц,  - мощность полезного сигнала, В², Р_п- мощность сигнала помехи, В².  

Пример1. Определить пропускную способность канала с помехой при оптимальном кодировании сигналов, если полоса пропускания F_c = 1 КГц , мощность полезного сигнала , спектральная мощность помехи в виде нормального шума .  При этих исходных данных мощность помехи в полосе частот полезного сигнала определится: .

Значит пропускная способность идеального канала, бит/сек, составит: .

2.2 Передача с амплитудно-импульсной модуляцией

В видео и аудио информационных технологиях применяются амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), кодово-импульсная модуляция (КИМ) и другие.

В процессе кодирования сигналов возникают помехи квантования и дискретизации, что снижает величину безошибочной пропускной способности канала до 50% и значительней.

При АИМ применяется стабильный шаг квантования по амплитуде и шаг дискретизации по времени:

 .

При равенстве интервалов импульса и паузы, ширина спектра импульса

При равной вероятности различных уровней сигнала, средняя мощность сигнала определится:

 или , где

m – число уровней квантования

d - шаг квантования

.

При этом количество уровней квантования по амплитуде m:

k – коэффициент, определяющий величину мощности помехи при шаге квантования D.

При этом требуется выбрать такую величину шага квантования, чтобы влияние шума было пренебрежительно мало. Вероятность ошибки возникает в том случае, если уровень шума превышает половину шага квантования. Эта вероятность для нормального шума:

Мощность помехи в полосе частот сигнала F_c

Выборочные значения параметра к приведены в таблице и на графике

Каим	7	8	9	10	11
Р0Б  10-6	500	66	7	0.6	0.04
Кким	14	16	18	20	22

Для практически безошибочной передачи, ошибка в среднем должна быть

 определяется длительностью сообщения Т и  полосой .

Если T=20 мин (1200 с) и за каждую секунду передается 2000 сообщений, то вероятность появления ошибки

При АИМ это соответствует K=10, при этом

Скорость передачи по каналу с АИМ будет 

2.3  Передача с кодово-импульсная модуляцией

Скорость передачи (канал с помехой): ,

 - численное значение кодовой группы, пачек импульсов двухуровневого сигнала (0,1).

    Продолжительность передачи пачки импульсов при КИМ равна длительности импульса при АИМ.

Ширина спектра импульса КИМ:

Если прием импульса КИМ осуществляется пороговым напряжением U=h с малым значением погрешности e, то вероятность превышения шумом порога h:

Мощность шума КИМ определяется:

Количество импульсов в пачке определится:

 

Значит 

Избыточность определенной системы передачи в сравнении с идеальным вариантом определится:

3. Синтез оптимальных алгоритмов идентификации состояния информационного объекта.

3.1 Многофакторная адаптация измерительной системы Вероятностный метод

Высоконадежные системы проектируются с использованием резервирования элементов, замещения элементов и узлов, которые выходят из строя.

Автоматическое резервирование требует быструю идентификацию неисправности с использованием оптимальных алгоритмов. Система автоматической диагностики (САД) непрерывно анализирует комплекс параметров x_i объекта контроля и факту обнаружения дефектов производит соответствующее замещение.