Изучение методов решения разнообразных задач, возникающих при передаче информации от ее источника к получателю, страница 2

ВВЕДЕНИЕ

Передача сообщений из одного пункта в другой составляет основу теории и техники связи. Во второй части курса «Основы радиоэлектроники и связи» изучают единые методы решения разнообразных задач, возникающих при передаче информации от ее источника к получателю.

В создании и развитии теории связи большую роль сыграли отечественные ученые. Математики, А.Н. Колмогоров, А.Я. Хинчин и другие, разработали необходимый для нее математический аппарат. В.А. Котельников в работах «О пропускной способности «эфира» и проволоки в электросвязи» (1933 г.) и «Теория потенциальной помехоустойчивости» (1946 г.) сформулировал и доказал теоремы, являющиеся основой теории передачи сигналов. Дальнейшее развитие теория получила в трудах А.А. Харкевича, В.И. Сифорова, Д.В. Агеева и многих других отечественных ученых.

Важную роль в становлении современной теории передачи информации сыграли К. Шеннон, опубликовавший в 1948 г. свою основополагающую работу «Математическая теория связи», Х.Найквист, Н.Винер, Д. Миддлтон и другие.

Без знания основ теории передачи сигналов невозможны создание новых совершенных систем связи и их эксплуатация. Поэтому ее изучение является неотъемлемой частью теоретической подготовки инженеров, специализирующихся в области проектирования, производства и эксплуатации средств связи.

Данное пособие предназначено для студентов заочной формы обучения. Задачей курса является, в первую очередь, формирование на базе современной статистической теории связи, технического мировоззрения будущих инженеров. Поэтому основное внимание уделено принципам и методам теории передачи сообщений по каналам связи.

Изучение материала рекомендуется производить в порядке его изложения в литературе. При этом целесообразно вести свой краткий конспект с занесением в него основных понятий и определений дисциплины, расчетных формул, графиков, схем, и т.д. Усвоение материала станет более осмысленным, если изучение теоретического материала сопровождать решением задач, приведенных в [3]. К тому же сделанные записи могут оказаться полезными подготовке к экзамену и в дальнейшей практической работе.

1. модели сигналов, помех и систем в современной теории связи

1.1. Информация, сообщение и сигнал

Понятия информация и сообщение являются очень близкими по смыслу. Под информацией  понимают совокупность сведений и каких-либо событиях, явлениях или предметах, а под сообщением –  совокупность знаков, содержащих ту или иную информацию (текст телеграммы, в телефонии – непрерывно изменяющееся во времени звуковое давление, …). Сигнал – физический процесс, используемый для передачи, приема, хранения и использования сообщений.

Сообщение может быть функцией времени (речь), пространства (неподвижное изображение) и т.д. Сигнал же всегда является функцией времени, даже если сообщение таковым не является. Сообщение, а значит, и несущий его сигнал являются случайными функциями. Сигнал полностью описан, если он задан в виде функции времени . Однако такое полное описание сигнала не всегда требуется. Для решения ряда вопросов достаточно описания в виде нескольких параметров, характеризующих его основные свойства. С точки зрения передачи сигнала основными параметрами являются: длительность сигнала , его динамический диапазон , ширина спектра .

Длительность сигнала – интервал времени, в пределах которого сигнал существует.

Динамический диапазон – отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи. Он обычно выражается в децибеллах (дБ). Динамический диапазон речи диктора 25…50 дБ, симфонического оркестра 70…95 дБ, в радиовещании его сокращают до 35…45 дБ.