Обоснование организации связи в районе чрезвычайной ситуации (стр. 6 из 8)

Пришли к следующему выводу: условная энтропия

) совсем не зависит от того, с какими вероятностями встречаются символы ; в передаваемом сообщении, а зависит только от вероятности ошибки

Вычислим полную информацию, передаваемую одним символом:

–

где

- вероятность того, что на выходе появится символ Очевидно, при заданных свойствах канала информация на один символ достигает максимума, когда r) максимально. Известно, что такая функция достигает максимума при ,т.е. когда на приемнике оба сигнала равновероятны. Легко убедиться, что это достигается, когда источник передает оба символа с одинаковой вероятностью . При том же значении достигает максимума и информация на один символ. Максимальное значение равно

Следовательно, в нашем случае

,

и пропускная способность канала связи будет равна

(2.6)

Заметим, что

есть не что иное, как энтропия системы, имеющей два возможных состояния с вероятностями μ и . Она характеризует потерю информации на один символ, связанную с наличием помех в канале.

2-я теорема Шеннона.

Пусть имеется источник информации Х, энтропия которого в единицу времени равна

(Х), и канал с пропускной способностью Х. Тогда если (Х) > С, то при любом кодировании передача сообщений без задержек и искажений невозможна. Если же (Х) < С, то всегда можно достаточно длинное сообщение закодировать так, чтобы оно было передано без искажений и задержек с вероятностью, сколь угодно близкой к единице.

Задание: выяснить, достаточна ли пропускная способность каналов для передачи информации, поставляемые источником, если имеется источник информации с энтропией

(Х) = 110 дв.ед. и количество каналов связи n = 2, каждый из них может передавать в единицу времени К = 80 двоичных знаков (0 или 1); каждый двоичный знак заменяется противоположным с вероятностью μ = 0,2.

Дано:

(Х) = 110 дв.ед.; n = 2; К = 80; μ = 0,2.

Определить: С

Сравнить: С и

(Х)

Решение:

1. По табл. П.2.1:

η(μ) = η(0,2) = 0,4644

η(1-μ) = η(1-0,2) = η(0,8) = 0,2575

2. η(μ) + η(1-μ) = 0,4644 + 0,2575 = 0,722

На один символ теряется информация 0,722 двоичных единиц.

3. Максимальное количество информации, передаваемое по одному каналу в единицу времени

С = 80 (1-0,722) ≈ 22,25 двоичных единиц в единицу времени

4. Максимальное количество информации, которое может быть передано по двум каналам в единицу времени

(дв.ед.)

5. С < (Х), т.к. 44,5 < 110, следовательно, передача информации без задержек невозможна.

Для передачи информации без задержек необходимо:

1. Использовать способ кодирования-декодирования;

2. Применять компандирование сигнала;

3. Увеличить мощность передатчика;

4. Применять дорогие линии связи с эффективным экранированием и малошумящей аппаратурой для снижения уровня помех;

5. Применять передатчики и промежуточную аппаратуру с низким уровнем шума;

6. Использовать для кодирования более двух состояний;

7. Применять дискретные системы связи с применением всех посылок для передачи информации.

2.5 Расчет и оценка достоверности связи

Локальная предельная теорема.

Если вероятность осуществления события А в n независимых опытах постоянна и равна

, то вероятность того, что в этих опытах событие А происходит ровно к раз, удовлетворяет соотношению

(2.7)

где .

Биноминально распределенная случайная величина асимптотически распределена нормально с параметрами

и .

Интегральная предельная теорема.

Пусть

- биноминально распределенная случайная величина с параметрами и . (Следовательно, X можно интерпретировать как число осуществлений события в независимых испытаниях с в отдельном испытании.) Тогда равномерно относительно и выполняется соотношение:

(2.81)

Задание: задана вероятность передачи сообщения без искажения р = 0,009. Определить вероятность того, что среди переданных n = 10000 сообщений k = 48 окажется без искажений? При тех же условиях определить вероятность того, что из n = 10000 сообщений не более Х = 100 искажено.

Дано: р = 0,009; n = 10000; k = 48.

Определить: Р (n, k)

Решение:

1.

2. По табл.П.2.2 находим φ (4,45) = 0,000019992

3. Вероятность того, что именно 48 из 10000 сообщений будут переданы без искажений, очень мала.

Задание: при тех же условиях определить вероятность того, что из n = 10000 сообщений не более Х = 100 искажено.

Дано: р = 0,009; n = 10000; k = 48; Х = 100.

Определить: Р (Х ≤ 100)

Решение:

1. По табл.П.2.3 находим

2. Вероятность того, что не более 100 из 10000 сообщений будут искажены ниже средней.

Таким образом, из двух рассмотренных выше заданий, можно сделать вывод, что вероятнее всего будет искажено меньшее количество сообщений из 10000 переданных, т.е. достоверность связи достаточно высокая.

Для повышения уровня достоверности связи применяются следующие способы:

1. Применение корректирующих кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок (код Хемминга);

2. Снабжение основного канала дополнительным вспомогательным каналом небольшой пропускной способности – обратным каналом;

3. Включение в состав аппаратуры передачи данных устройств защиты от ошибок;

4. Использование таких оконечных устройств, как ЭВМ, мультиплексоры передачи данных и программируемые абонентские пункты;

5. Дублирование передаваемой информации по нескольким трактам передачи с независимыми замираниями уровня сигнала;

6. Использование помехозащищенных каналов связи.

Заключение

В данной курсовой работе ставилась цель разработки модели организации связи на Балтийской Косе м. Высокий с оперативной группой в п.Заостровье м.Гвардейский и группой ликвидации на оз.Виштынецкое для осуществления аварийно-спасательных работ. Цель достигнута в ходе исследования. Для организации связи была выбрана беспроводная связь – спутниковая, имеющая следующие преимущества:

1. большую зону покрытия Земли;

2. множественный доступ;

3. возможность быстрой организации спутниковых каналов связи;

4. независимость от наземной инфраструктуры.

Но спутниковая связь также имеет недостатки:

1. слабая помехозащищенность;

2. задержка распространения сигнала;

3. требует использования больших антенн, малошумящей аппаратуры и сложных помехоустойчивых кодов;

4. и. как следствие, большие экономические затраты.

Способы устранения недостатков рассмотрены в ходе курсовой работы.

Можно сделать вывод, что проводная, оптоэлектронная и радиорелейная связи являются более помехозащищенными и их использование было бы более желательным при организации связи, но в условиях чрезвычайной ситуации каждая минута на счету. Балтийская Коса в районе м. Высокий не обеспечена каналами связи в необходимой мере, поэтому преимущество было отдано космической связи. Также для установления связи между Балтийской Косой и оз.Виштенецкое потребуется большое количество и экономических, и социальных затрат – следовательно, используем связь при помощи спутника. Балтийская Коса имеет малую плотность населения, поэтому предпринимать какие-либо действия для совершенствования в этом месте связи не представляется объективным.