Передача данных в информационно управляющих системах Каналы передачи данных (стр. 5 из 6)
Замечания к задачам РАЗДЕЛА 4
Задачи, названные комплексными, мало чем отличаются от задач предшествующих разделов. Пожалуй, единственное, что их отличает - это некоторая конкретизация источника данных и «связывание» воедино вопросов, которые до этого обсуждались порознь.
Если иметь в виду не характер, а конкретное содержание задач 4.1 - 4.4, то можно указать на основной источник ошибок при их решении. Как правило, это неумение корректно определить число состояний источника данных по заданной допустимой погрешности измерения. Число состояний источника влияет на значения параметров кода, и если оно вычислено неправильно, то решение задачи, естественно, оказывается испорченным, если даже все последующие этапы логически верны.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Значения интеграла вероятностей V(x)
Значения интеграла вероятностей Таблица П.1.1
| x | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 0 | 5,00*10–1 | 4,60*10–1 | 4,21*10–1 | 3,82*10–1 | 3,45*10–1 |
| 1 | 1,59*10–1 | 1,36*10–1 | 1,15*10–1 | 9,68*10–2 | 8,08*10–2 |
| 2 | 2,27*10–2 | 1,79*10–2 | 1,39*10–2 | 1,07*10–2 | 8,20*10–3 |
| 3 | 1,35*10–3 | 9,68*10–4 | 6,87*10–4 | 4,83*10–4 | 3,37*10–4 |
| 4 | 3,17*10–5 | 2,07*10–5 | 1,34*10–5 | 8,54*10–6 | 5,41*10–6 |
| 5 | 2,87*10–7 | 1,70*10–7 | 9,96*10–8 | 5,79*10–8 | 3,33*10–8 |
| 6 | 9,87*10–10 | 5,30*10–10 | 2,82*10–10 | 1,49*10–10 | 7,77*10–11 |
| 7 | 1,28*10–12 | 6,24*10–13 | 4,01*10–13 | 1,44*10–13 | 6,81*10–14 |
| x | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 0 | 3,08*10–1 | 2,74*10–1 | 2,42*10–1 | 2,12*10–1 | 1,84*10–1 |
| 1 | 6,68*10–2 | 5,48*10–2 | 4,46*10–2 | 3,59*10–2 | 2,87*10–2 |
| 2 | 6,21*10–3 | 4,66*10–3 | 3,47*10–3 | 2,55*10–3 | 1,87*10–3 |
| 3 | 2,33*10–4 | 1,59*10–4 | 1,08*10–4 | 7,23*10–5 | 4,81*10–5 |
| 4 | 3,40*10–6 | 2,11*10–6 | 1,30*10–6 | 7,93*10–7 | 4,79*10–7 |
| 5 | 1,90*10–8 | 1,07*10–8 | 5,99*10–9 | 3,32*10–9 | 1,82*10–9 |
| 6 | 4,02*10–11 | 2,05*10–11 | 1,04*10–11 | 5,23*10–12 | 2,60*10–12 |
| 7 | 3,19*10–14 | 1,48*10–14 | 6,80*10–15 | 3,09*10–15 | 1,39*10–15 |
Столбец х - целые значения аргумента.
Строка х - десятые доли значений аргумента.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ, ЗАТРАГИВАЕМЫХ В УПРАЖНЕНИЯХ И ЗАДАЧАХ
Алфавит
1. В лингвистике: совокупность букв, слоговых знаков и других графем данной системы письма, расположенных в определенном порядке [4].
2. В кодировании: конечное счетное множество символов {0, 1, 2, . . . , (q-1)}, используемых для образования сигналов. Такой алфавит принято называть двоичным, троичным, в общем случае - q-ичным. Здесь 0, 1, 2, ... - это необязательно цифры. Символы алфавита рассматриваются как неделимые, если даже (в некоторых случаях) они структурно разложимы на какие-либо составляющие.
Число символов (букв) алфавита иногда называют значностью алфавита.
Сигнал
1. Знак (от латинского signum). Физический процесс (или явление), несущий сообщение (информацию) о каком-либо событии, состоянии объекта наблюдения, либо передающий команды управления, указания, оповещения, и т.д. [4].
2. Физическое отображение сообщения (информации). Физическую основу сигнала составляет какой-либо процесс, переносящий энергию в рассматриваемой среде и называемый носителем сообщения. Носитель становится сигналом в процессе модуляции. Параметры носителя, изменяемые во времени в соответствии с передаваемым сообщением, называют информативными [1].
Когда не конкретизирована физическая реализация символа (элемента) алфавита, говорят о логическом (абстрактном) сигнале. Физическую реализацию какого-либо символа алфавита называют элементарным физическим сигналом.
Видеосигнал (видеоимпульс)
Элементарный сигнал, носителем которого является постоянный ток.
Радиосигнал (радиоимпульс)
Элементарный сигнал, носителем которого является гармонический ток. Радиоимпульс как функция времени имеет вид отрезка гармоники, «огибающая» которой может изменяться по различному закону, в том числе - оставаться неизменной. Термин радиоимпульс не связывают с конкретным значением частоты колебания носителя.
Модуляция
1. Размеренное, закономерное изменение, перемена состояния (От латинского modulatio - мерность, размеренность) [4].
2. Непрерывное («гладкое») изменение во времени одного или нескольких параметров носителя в соответствии с передаваемым сообщением.
Манипуляция
Скачкообразное изменение параметра носителя. Часто используемые обозначения:
ЧМн - частотная манипуляция;
ШИМ, ШИМн - широтно-импульсная манипуляция;
ФИМн (ФМн) - фазоимпульсная манипуляция. ОФМн – относительная фазоимпульсная манипуляция;
АИМн - амплитудно-импульсная манипуляция.
Термины «модуляция» и «манипуляция» не всегда строго разделяются. Нередко термин «модуляция» покрывает то и другое понятие.
Девиация частоты
Разность значений частот носителя, каждое из которых сопоставляется символу алфавита, отображаемому в физической области частотно-манипулированными сигналами.
Канал
1. Совокупность технических (и программных) средств и среды распространения сигналов, обеспечивающих генерирование, передачу и опознавание сигналов, отображающих сообщения в соответствии с принятым кодом и модуляцией.
2. Полоса частот, время передачи или иной физический ресурс, выделяемый в данной системе передачи определенных сообщений [4]. В связи с этим говорят о частотных или временных каналах.
q-ичный канал
Канал, входной алфавит которого содержит q символов. В связи с этим как о частном случае говорят о двоичном канале, если алфавит передаваемых символов {0, 1} является двоичным, безотносительно к их физической реализации. Можно говорить и о кодовом канале, если в качестве входного алфавита рассматривать конечное множество слов некоторого кода.
Канал без стирания (сигнала)
Канал, в котором выходной алфавит (множество решений о значении сигнала) совпадает с входным.
В частности, применительно к двоичному каналу опознаватель сигналов на каждом такте следования элементарных сигналов непременно отождествляет их (быть может и ошибочно) с «0» или «1».
Канал со стиранием (сигнала)
Канал, в котором выходной алфавит содержит (по отношению к входному) дополнительный, «пустой» символ. Например, опознаватель сигналов двоичного канала со стиранием на некоторых тактах t0 под влиянием помех не может отнести принимаемый символ ни к «0», ни к «1», относит его к «пустому», «стирает».
Если входным алфавитом канала считать множество кодовых слов, то уместно говорить о стирании в канале с кодированными сигналами. «Стирание» кодового слова может быть обеспечено декодером, обнаруживающим ошибки в словах.
Симметричный двоичный канал
Канал, в котором вероятности ложного опознавания символов Р0–1, и Р1–0 одинаковы по величине. В противном случае канал называется асимметричным.
Канал с независимыми (некоррелированными) ошибками
Канал, в котором вероятность ошибки в опознавании символа на данном такте не зависит от наличия ошибок на предшествующем. Наличие/отсутствие ошибки на данном такте не влияет на вероятность аналогичного события на последующем.
Для двоичного канала это означает, что вероятности Р0–1 = Сonst1; Р1–0 = Сonst2, т.е. не зависят от времени, порядка следования символов в кодовом слове.
Код
1. В широком смысле - соглашение между отправителем и получателем сообщений о правилах формирования и интерпретации сигналов.
2. В узком смысле - совокупность символов алфавита и система определенных правил, при помощи которых информация может быть представлена (закодирована) в виде набора из таких символов для передачи, обработки и хранения. Конечная последовательность символов называется кодовым словом [4].
Равномерный код
Код, все слова которого имеют одинаковую длину. В противном случае код называется неравномерным.
Префиксный код
Неравномерный код, у которого ни одно кодовое слово не является началом другого, более длинного слова. Это позволяет приемнику однозначно опознавать слова в поступающей последовательности бит (элементарных сигналов) без каких-либо дополнительных разделителей между словами.
Кодовый вектор
Одна из возможных математических интерпретаций кодового слова, при которой каждый элемент слова рассматривается как независимая координата, принимающая значения из конечного дискретного множества, называемого алфавитом. Двоичный вектор образует двоичные векторы. Слово длины n интерпретируется как n - мерный вектор.
Вес двоичного вектора w(Vi)
Это число единиц, содержащихся в векторе. Здесь Vi – это вектор, принадлежащий коду.
Двоичный вектор ошибки Еj
Вектор, расположение единиц в котором соответствует расположению искаженных элементов в векторе Fi. Математическая модель происхождения ошибок Fi=Vi Å Ej, где Å - знак суммирования по mod2, Vi - неискаженный вектор.