Розрахунки й оптимізація характеристик систем електрозвязку. Расчёты и оптимизация характеристик (стр. 3 из 5)

біт/с

біт/с.

Причини надлишковості джерела :

Під надлишковістю розуміють щось лишнє. Надлишковими в джерелі вважаються ті повідомлення, які переносять малу, а іноді і нульову кількість інформації. Час на їхню передачу затрачується, а інформації передається мало.

Присутність надлишковості означає, що частину повідомлень можна і не передавати по каналу зв’язку, а відновити на прийомі по відомим статистичним зв’язкам.

Основними причинами надлишковості являються :

1. Будь-які імовірності окремих повідомлень.

2. Присутність статистичних зв’язків між повідомленнями джерела.

Вимоги до пропускної можливості каналу зв’язку.

Найбільше значення швидкості Rпередачі інформації по каналу зв’язку при заданих обмеженнях називають пропускною можливістю каналу, яка вимірюється в [біт/с] :

Під заданими обмеженнями розуміють тип каналу (дискретний або неперервний ) , характеристики сигналів та завад . Пропускна можливість каналу зв’язку характеризує потенційні можливості передачі інформації. Вони описані в фундаментальній теоремі теорії інформації, відомій як основна теорема кодування К.Шенона. Для дискретного каналу вона формулюється слідуючим чином : якщо продуктивність джерела

менше пропускної можливості каналу С ,тобто , то існує спосіб кодування (перетворення повідомлень в сигнал на вході ) та декодування ( перетворення сигналу в повідомлення на виході каналу ), при якому імовірність помилкового декодування дуже мала.

Пропускна можливість каналу, як граничне значення безпомилкової передачі інформації, являється одною з основних характеристик будь-якого каналу. Знаючи пропускну можливість каналу та інформаційні характеристики повідомлень (первинних сигналів) можна передавати по заданому каналу.

4. Розрахунок завадостійості демодулятора.

Імовірність помилки двійкового символу для ФМ-2 при оптимальному когерентному прийомі обчислюється за формулою :

, де

h- відношення енергії сигналу, що затрачується на передачу одного двійкового символу Ecдо питомої потужності шуму N0.

;

.

Результати розрахунків імовірність помилки двійкового символу заносимо в таблицю 1.

Таблиця 1.

, дБ	, разах	Р
2	1.585	0.0389
3	1.995	0.0235
4	2.512	0.0127
5	3.162	0.0059
6	3.981	0.0024
7	5.012	0.00076
8	6.309	0.00019
9	7.943	0.000034
10	10	0.0000039

Так як в каналі зв’язку не використовується завадостійке кодування, то припустима імовірність помилки символу на виході демодулятора дорівнює значенню

, найденому при розрахунку параметрів ЦАП. Визначимо потрібне співвідношення сигнал-шум для системи передачі без кодування , при якому . Рдоп=

Рис.5 – Завадостійкість систем передачі без завадостійкого кодування та з ним.

З графіка визначаємо

Розрахуємо необхідне відношення сигнал-шум на вході демодулятора

5. Вибір коректуючого коду та розрахунок завадостійкості систем зв’язку з кодуванням.

Коректуючи коди дозволяють підвищити завадостійкість і завдяки цьому зменшити необхідне відношення сигнал-шум на вході демодулятора для заданої ймовірності помилки прийнятих сигналів. Величина, що показує в скільки разів (на скільки децибел) зменшується необхідне відношення сигнал-шум на вході демодулятора завдяки використанню кодування, називається енергетичним виграшем кодування (ЕВК).

Широке розповсюдження дістали циклічні коди Боуза-Чоудхурі-Хоквінгема (БЧХ). За параметрами вони близькі до досконалих кодів і разом з тим вимагають відносно простих схем кодерів та декодерів. У кодів БЧХ основні параметри пов’язані співвідношеннями :

, (5.1)

де k- число інформаційних символів, а m- найменше ціле, за якого задовольняється співвідношення

(5.2)

Вибираючи коректуючий код, я зупинився на кодові з довжиною n=108 та кратністю помилок що виправляються

Знаючи ці параметри розрахуємо k та n:

,

,

,

,

.

Якщо в каналі зв’язку без кодування для забезпечення заданої ймовірності помилки необхідне відношення сигнал-шум

, а в каналі зв’язку з кодуванням - , то ЕВК буде визначатися

або (5.3)

Під декодування з виправленням помилок імовірність помилкового декодування кодових комбінацій

визначається за умови, що число помилок у кодовій комбінації на вході декодера q перевищує кратність помилок, що виправляються [1, формула (5.15) ]:

, (5.4)

де

(5.5)

- імовірність помилки кратності q;

(5.6)

- число сполучень із n по q;

р- імовірність помилки двійкового символу на вході декодера, розрахунок якої для гауссового каналу зв’язку з постійними параметрами розглянутий у розділі 4.

Для переходу від імовірності

до ймовірності двійкового символу на виході декодера достатньо врахувати принцип виправлення помилок декодером : декодер заборонену кодову комбінацію замінює найближчою дозволеною. Тому, якщо число помилок у комбінації , але , то в результаті декодування комбінація буде містити помилок ( - кодова віддаль). Оскільки помилки біль високої кратності менш імовірні, то остаточно можна вважати, що в помилково декодованій комбінації є помилкових символів. У коректуючих кодів кодова віддаль . Знайдемо її для даного випадку:

Оскільки при помилковому декодуванні кодової комбінації

символів із n помилкові, то перехід від до виконується за формулою

.