ในแต่ละวันผู้คนต้องเผชิญกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หากไม่มีพวกเขาก็เป็นไปไม่ได้ ชีวิตสมัยใหม่- ท้ายที่สุดแล้ว เรากำลังพูดถึงทีวี วิทยุ คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ หม้อหุงข้าวและอื่นๆ ก่อนหน้านี้เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาไม่มีใครคิดว่าจะใช้สัญญาณอะไรในอุปกรณ์ทำงานแต่ละเครื่อง ในปัจจุบัน คำว่า "แอนะล็อก", "ดิจิทัล", "แยกส่วน" มีมานานแล้ว สัญญาณบางประเภทที่ระบุไว้มีคุณภาพสูงและเชื่อถือได้

การส่งสัญญาณแบบดิจิทัลมีการใช้งานช้ากว่าอนาล็อกมาก เนื่องจากสัญญาณดังกล่าวรักษาได้ง่ายกว่ามากและเทคโนโลยีในเวลานั้นยังไม่ได้รับการปรับปรุงมากนัก

ทุกคนต้องเผชิญกับแนวคิดเรื่อง “ความรอบคอบ” ตลอดเวลา หากคุณแปลคำนี้จากภาษาละติน มันจะหมายถึง "ความไม่ต่อเนื่อง" จากการเจาะลึกทางวิทยาศาสตร์ เราสามารถพูดได้ว่าสัญญาณแยกเป็นวิธีการส่งข้อมูล ซึ่งบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงเวลาของสื่อพาหะ อย่างหลังจะใช้ค่าใด ๆ จากที่เป็นไปได้ทั้งหมด ตอนนี้ความรอบคอบกำลังจางหายไปในเบื้องหลัง หลังจากที่ตัดสินใจสร้างระบบบนชิป เป็นแบบองค์รวมและส่วนประกอบทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ในความไม่รอบคอบ ทุกอย่างจะตรงกันข้าม - แต่ละรายละเอียดเสร็จสมบูรณ์และเชื่อมต่อกับผู้อื่นผ่านสายการสื่อสารพิเศษ

สัญญาณ

สัญญาณแสดงถึง รหัสพิเศษซึ่งถูกส่งเข้าสู่อวกาศโดยระบบตั้งแต่หนึ่งระบบขึ้นไป สูตรนี้เป็นสูตรทั่วไป

ในด้านข้อมูลและการสื่อสาร สัญญาณคือตัวพาข้อมูลพิเศษที่ใช้ในการส่งข้อความ มันอาจจะถูกสร้างขึ้นแต่ไม่เป็นที่ยอมรับ เงื่อนไขสุดท้ายไม่จำเป็น. หากสัญญาณเป็นข้อความแสดงว่า "จับ" ก็ถือว่าจำเป็น

มีการให้รหัสที่อธิบายไว้ ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์- เธอแสดงลักษณะทุกอย่าง การเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้พารามิเตอร์ ในทฤษฎีวิศวกรรมวิทยุ โมเดลนี้ถือเป็นพื้นฐาน ในนั้นสัญญาณรบกวนเรียกว่าสัญญาณอะนาล็อก มันแสดงถึงฟังก์ชันของเวลาที่โต้ตอบกับโค้ดที่ส่งอย่างอิสระและบิดเบือนมัน

บทความนี้จะอธิบายประเภทของสัญญาณ: แยก อนาล็อก และดิจิทัล ทฤษฎีพื้นฐานในหัวข้อที่อธิบายไว้ก็ให้ไว้โดยย่อเช่นกัน

ประเภทของสัญญาณ

มีสัญญาณให้เลือกหลายแบบ มาดูกันว่ามีประเภทใดบ้าง

1. ตามสื่อทางกายภาพของตัวพาข้อมูล สัญญาณไฟฟ้า แสง เสียง และแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกแบ่งออก มีอีกหลายสายพันธุ์แต่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก
2. ตามวิธีการตั้งค่า สัญญาณจะแบ่งออกเป็นแบบปกติและแบบไม่สม่ำเสมอ วิธีแรกคือวิธีการกำหนดของการส่งข้อมูลซึ่งระบุโดยฟังก์ชันการวิเคราะห์ การสุ่มถูกกำหนดโดยใช้ทฤษฎีความน่าจะเป็นและยังรับค่าใดๆ ในช่วงเวลาต่างๆ กันอีกด้วย
3. ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่อธิบายพารามิเตอร์สัญญาณทั้งหมด วิธีการส่งข้อมูลอาจเป็นแบบแอนะล็อก ไม่ต่อเนื่อง หรือแบบดิจิทัล (วิธีการที่มีการวัดปริมาณในระดับ) ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชนิด

ตอนนี้ผู้อ่านรู้การส่งสัญญาณทุกประเภทแล้ว ไม่ใช่เรื่องยากสำหรับทุกคนที่จะเข้าใจสิ่งสำคัญคือการคิดนิดหน่อยและจดจำหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน

เหตุใดสัญญาณจึงถูกประมวลผล?

สัญญาณได้รับการประมวลผลเพื่อส่งและรับข้อมูลที่เข้ารหัสไว้ เมื่อถอดออกมาก็สามารถใช้งานได้ ในรูปแบบต่างๆ- ในบางสถานการณ์ก็จะถูกฟอร์แมตใหม่

มีอีกเหตุผลหนึ่งในการประมวลผลสัญญาณทั้งหมด ประกอบด้วยการบีบอัดความถี่เล็กน้อย (เพื่อไม่ให้ข้อมูลเสียหาย) หลังจากนี้จะถูกฟอร์แมตและส่งด้วยความเร็วต่ำ

สัญญาณอนาล็อกและดิจิตอลใช้เทคนิคพิเศษ โดยเฉพาะการกรอง การบิดเบี้ยว ความสัมพันธ์ จำเป็นต้องคืนค่าสัญญาณหากได้รับความเสียหายหรือมีเสียงรบกวน

การสร้างและการก่อตัว

บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) เพื่อสร้างสัญญาณ โดยส่วนใหญ่ ทั้งสองอย่างนี้ใช้เฉพาะในสถานการณ์ที่ใช้เทคโนโลยี DSP เท่านั้น ในกรณีอื่นๆ จะใช้เฉพาะ DAC เท่านั้นที่ทำได้

เมื่อสร้างทางกายภาพ รหัสอะนาล็อกพร้อมนำไปใช้งานต่อไป วิธีการดิจิทัลอาศัยข้อมูลที่ได้รับซึ่งส่งจากอุปกรณ์พิเศษ

ช่วงไดนามิก

คำนวณโดยความแตกต่างระหว่างระดับเสียงสูงและต่ำซึ่งแสดงเป็นเดซิเบล ขึ้นอยู่กับงานและลักษณะของการแสดงโดยสมบูรณ์ มันก็เหมือนกับ แทร็กเพลงและเกี่ยวกับการสนทนาธรรมดาระหว่างผู้คน ตัวอย่างเช่น ถ้าเราพิจารณาผู้ประกาศที่อ่านข่าวแล้วเขาก็เป็นเช่นนั้น ช่วงไดนามิกผันผวนประมาณ 25-30 เดซิเบล และในขณะที่อ่านงานใด ๆ ก็สามารถเพิ่มได้ถึง 50 เดซิเบล

สัญญาณอนาล็อก

สัญญาณแอนะล็อกเป็นวิธีการส่งข้อมูลต่อเนื่องตามเวลา ข้อเสียของมันคือการมีเสียงรบกวนซึ่งบางครั้งก็นำไปสู่การสูญเสียข้อมูลโดยสิ้นเชิง บ่อยครั้งที่สถานการณ์เกิดขึ้นซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้ว่าข้อมูลสำคัญอยู่ที่ไหนในโค้ดและที่ใดที่มีการบิดเบือนตามปกติ

ด้วยเหตุนี้การประมวลผลสัญญาณดิจิทัลจึงได้รับความนิยมอย่างมากและค่อยๆ เข้ามาแทนที่แอนะล็อก

สัญญาณดิจิตอล

สัญญาณดิจิทัลมีความพิเศษ โดยอธิบายโดยฟังก์ชันแยกส่วน แอมพลิจูดสามารถรับค่าที่แน่นอนจากค่าที่ระบุไว้แล้ว หากสัญญาณแอนะล็อกสามารถมาถึงพร้อมกับสัญญาณรบกวนจำนวนมาก สัญญาณดิจิทัลจะกรองสัญญาณรบกวนที่ได้รับส่วนใหญ่ออกไป

นอกจากนี้ การถ่ายโอนข้อมูลประเภทนี้ยังถ่ายโอนข้อมูลโดยไม่ต้องโหลดความหมายที่ไม่จำเป็น ในหนึ่งเดียว ช่องทางทางกายภาพสามารถส่งรหัสได้หลายรหัสในคราวเดียว

ไม่มีสัญญาณดิจิทัลประเภทใด เนื่องจากมีการแยกสัญญาณแบบแยกและ วิธีการอิสระการถ่ายโอนข้อมูล มันแสดงถึงกระแสไบนารี ปัจจุบันสัญญาณนี้ถือว่าได้รับความนิยมมากที่สุด นี่เป็นเพราะความสะดวกในการใช้งาน

การประยุกต์ใช้สัญญาณดิจิทัล

สัญญาณไฟฟ้าดิจิทัลแตกต่างจากสัญญาณอื่นอย่างไร ความจริงที่ว่าเขาสามารถดำเนินการสร้างใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ในรีพีตเตอร์ เมื่อสัญญาณที่มีการรบกวนน้อยที่สุดมาถึงอุปกรณ์สื่อสาร อุปกรณ์จะเปลี่ยนรูปแบบเป็นดิจิตอลทันที ซึ่งช่วยให้หอส่งสัญญาณโทรทัศน์สามารถสร้างสัญญาณได้อีกครั้ง แต่ไม่มีผลกระทบจากสัญญาณรบกวน

หากรหัสมาถึงโดยมีความผิดเพี้ยนอย่างมาก น่าเสียดายที่ไม่สามารถกู้คืนได้ หากเราเปรียบเทียบการสื่อสารแบบอะนาล็อก ในสถานการณ์ที่คล้ายกัน Repeater จะสามารถดึงข้อมูลบางส่วนออกมาได้ โดยใช้พลังงานไปมาก

กำลังพูดคุย การสื่อสารเคลื่อนที่ รูปแบบที่แตกต่างกันหากมีการบิดเบือนอย่างมากในสายดิจิทัล แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพูด เนื่องจากไม่สามารถได้ยินคำหรือวลีทั้งหมด ในกรณีนี้ การสื่อสารแบบอะนาล็อกจะมีประสิทธิภาพมากกว่า เนื่องจากคุณสามารถดำเนินการสนทนาต่อไปได้

เพราะแม่นๆ. ปัญหาที่คล้ายกัน สัญญาณดิจิตอลตัวทวนสัญญาณถูกสร้างขึ้นบ่อยครั้งมากเพื่อลดช่องว่างของสายการสื่อสาร

สัญญาณแยก

ตอนนี้ใครๆ ก็ใช้. โทรศัพท์มือถือหรือ "ตัวเรียกเลขหมาย" บางอย่างบนคอมพิวเตอร์ของคุณ หนึ่งในงานของอุปกรณ์หรือ ซอฟต์แวร์คือการส่งสัญญาณ ในกรณีนี้สตรีมเสียง ในการพกพาคลื่นต่อเนื่อง จำเป็นต้องมีช่องสัญญาณที่มีความจุ ระดับบนสุด- นั่นคือเหตุผลที่ตัดสินใจใช้สัญญาณแยก มันไม่ได้สร้างคลื่นขึ้นมาเอง แต่เป็นมัน มุมมองดิจิตอล- ทำไม เพราะการส่งสัญญาณมาจากเทคโนโลยี (เช่น โทรศัพท์หรือคอมพิวเตอร์) ข้อดีของการถ่ายโอนข้อมูลประเภทนี้มีอะไรบ้าง? ด้วยความช่วยเหลือนี้ จำนวนข้อมูลที่ส่งทั้งหมดจึงลดลง และการจัดระเบียบการส่งเป็นกลุ่มก็ง่ายขึ้นเช่นกัน

แนวคิดเรื่อง "การสุ่มตัวอย่าง" ถูกนำมาใช้ในการทำงานมาอย่างยาวนาน เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์- ด้วยสัญญาณนี้ ข้อมูลจะถูกส่งแบบไม่ต่อเนื่องซึ่งมีการเข้ารหัสอย่างสมบูรณ์ อักขระพิเศษและตัวอักษรและข้อมูลที่รวบรวมไว้ในบล็อกพิเศษ พวกมันแยกจากกันและเป็นอนุภาคที่สมบูรณ์ วิธีการเข้ารหัสนี้ถูกผลักไสให้อยู่ในพื้นหลังมานานแล้ว แต่ก็ไม่ได้หายไปทั้งหมด สามารถใช้เพื่อส่งข้อมูลชิ้นเล็กๆ ได้อย่างง่ายดาย

การเปรียบเทียบสัญญาณดิจิตอลและอนาล็อก

เมื่อซื้ออุปกรณ์แทบไม่มีใครคิดว่าสัญญาณประเภทใดที่ใช้ในอุปกรณ์นี้หรืออุปกรณ์นั้นและยิ่งไปกว่านั้นเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมและธรรมชาติของพวกเขา แต่บางครั้งคุณยังต้องเข้าใจแนวคิด

มันชัดเจนมานานแล้วว่า เทคโนโลยีอะนาล็อกกำลังสูญเสียความต้องการเนื่องจากการใช้งานไม่สมเหตุสมผล ตอบแทนมาครับ การสื่อสารแบบดิจิทัล- คุณต้องเข้าใจอะไร เรากำลังพูดถึงและสิ่งที่มนุษยชาติปฏิเสธ

กล่าวโดยสรุป สัญญาณแอนะล็อกเป็นวิธีการส่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการอธิบายข้อมูลในฟังก์ชันต่อเนื่องของเวลา ในความเป็นจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แอมพลิจูดของการแกว่งสามารถเท่ากับค่าใดๆ ภายในขีดจำกัดที่กำหนด

การประมวลผลสัญญาณดิจิตอลอธิบายโดยฟังก์ชันเวลาที่ไม่ต่อเนื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่ง แอมพลิจูดของการแกว่งของวิธีนี้เท่ากับค่าที่ระบุอย่างเคร่งครัด

การเปลี่ยนจากทฤษฎีไปสู่การปฏิบัติต้องบอกว่า สัญญาณอะนาล็อกการรบกวนเป็นเรื่องปกติ ไม่มีปัญหาดังกล่าวกับดิจิทัล เพราะมัน "ปรับ" สิ่งเหล่านี้ได้สำเร็จ ด้วยเทคโนโลยีใหม่ วิธีการถ่ายโอนข้อมูลนี้สามารถกู้คืนข้อมูลต้นฉบับทั้งหมดได้ด้วยตัวเองโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากนักวิทยาศาสตร์

เมื่อพูดถึงโทรทัศน์เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจแล้วว่าการส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกมีอายุยืนยาวเกินกว่าจะมีประโยชน์ ผู้บริโภคส่วนใหญ่เปลี่ยนมาใช้สัญญาณดิจิทัล ข้อเสียอย่างหลังคือหากอุปกรณ์ใดสามารถรับการส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกได้ก็จะมีมากกว่านั้น วิธีการที่ทันสมัย- เฉพาะอุปกรณ์พิเศษเท่านั้น แม้ว่าความต้องการวิธีการที่ล้าสมัยจะลดลงไปนานแล้ว แต่สัญญาณประเภทนี้ก็ยังไม่สามารถหายไปจากชีวิตประจำวันได้อย่างสมบูรณ์

ช่องทางการสื่อสาร เรียกว่าชุด วิธีการทางเทคนิคและสื่อทางกายภาพที่สามารถส่งสัญญาณที่ส่งซึ่งทำให้มั่นใจในการส่งข้อความจากแหล่งข้อมูลไปยังผู้รับ

ตัวเข้ารหัสแหล่งที่มา จะต้องจัดเตรียมการเปลี่ยนแปลงของข้อความต้นฉบับซึ่งสัญญาณที่เอาต์พุตจะมีความซ้ำซ้อนน้อยที่สุด และจะทำให้ความเร็วในการส่งเข้าใกล้ค่าสูงสุดที่เป็นไปได้มากขึ้น นั่นคือ ความจุของช่องสัญญาณ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการรบกวนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในช่องสัญญาณจริง เพื่อต่อสู้กับมัน จึงจำเป็นต้องแนะนำตัวเข้ารหัสช่องสัญญาณเพิ่มเติม ซึ่งจัดให้มีการเข้ารหัสข้อความขาเข้าเพื่อเพิ่มภูมิคุ้มกันทางเสียงของข้อความ ที่เอาต์พุตของสายสื่อสาร (ช่อง) จะต้องมีอุปกรณ์สำหรับการแปลงผกผัน ( ถอดรหัส ) สัญญาณที่ได้รับจากสายสื่อสาร – ตัวถอดรหัสช่อง หลังจากนั้นจะต้องจัดเตรียมอุปกรณ์สำหรับถอดรหัสสัญญาณจากแหล่งที่มา - ตัวถอดรหัสแหล่งที่มา .

คำถามทดสอบตัวเอง

1. องค์ประกอบของช่องทางการส่งข้อมูลมีอะไรบ้าง เครือข่ายข้อมูลเป็นคนหลักเหรอ?

2. อุปกรณ์ data terminal คืออะไร และใช้เพื่ออะไร?

3. สื่อการรับส่งข้อมูลคืออะไร?

4. อุปกรณ์ส่งข้อมูลมีจุดประสงค์อะไร?

5. วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ระดับกลางเครือข่ายคืออะไร?

6. ท่านทราบช่องทางการสื่อสารตามประเภทของสื่อส่งสัญญาณใดบ้าง

7. ตัวบ่งชี้ใดที่แสดงถึงลักษณะช่องทางการสื่อสาร?

8. อะไรเป็นตัวกำหนดความสะดวกในการเชื่อมต่อช่องทางการสื่อสาร?

9. อะไรเป็นตัวกำหนดปริมาณงานของช่องทางการสื่อสาร?

10. ลักษณะการรักษาความลับของการถ่ายโอนข้อมูลมีลักษณะอย่างไร?

ลักษณะสำคัญของช่องทางการสื่อสาร

การบรรยายมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาลักษณะสำคัญของช่องทางการสื่อสาร

วัตถุประสงค์การบรรยาย:

สำรวจ

ศึกษาประเภทและลักษณะสำคัญของช่องทางการสื่อสาร

ประเด็นที่ครอบคลุมในการบรรยาย:

2. ประเภท ลักษณะสำคัญของช่องทางการสื่อสาร

องค์ประกอบหลักของช่องทางการส่งข้อมูลในเครือข่ายข้อมูลคือ:

อุปกรณ์ปลายทางข้อมูล (OOD) ซึ่งก็คือ บล็อกข้อมูลดำเนินการจัดเตรียมข้อมูลที่มีไว้สำหรับการส่งผ่านช่องสัญญาณและให้บริการในกรณีหนึ่งเป็นแหล่งข้อมูล อีกกรณีหนึ่งเป็นผู้รับ

สื่อการส่งข้อมูล (SPD) นั่นคือสื่อทางกายภาพใดๆ ที่สามารถส่งข้อมูลโดยใช้สัญญาณที่เหมาะสม อาจเป็นตัวแทนของไฟฟ้าหรือสายออปติคัล

หรือพื้นที่เปิดโล่ง (ทางกายภาพ) (ADF) ซึ่งเรียกว่าอุปกรณ์ยุติการส่งข้อมูล หมายถึงอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออุปกรณ์ปลายทางข้อมูลกับสื่อการส่งข้อมูลซึ่งเป็นอุปกรณ์ส่งข้อมูล Edge โดยตรง อุปกรณ์ส่งข้อมูล ได้แก่ โมเด็ม อะแดปเตอร์เครือข่ายและอื่น ๆ

4. อุปกรณ์เครือข่ายระดับกลาง (POS) หมายถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในสายสื่อสารทางไกลซึ่งช่วยให้แก้ไขปัญหาต่อไปนี้:

การปรับปรุงคุณภาพสัญญาณ

รับประกันความสม่ำเสมอของโครงสร้างช่องทางการสื่อสารระหว่างโหนดเครือข่ายใกล้เคียง

(มัลติเพล็กเซอร์, รีพีทเตอร์, นักแปล ฯลฯ)

ชุดอุปกรณ์ข้อมูลที่สมบูรณ์ (DTE) และอุปกรณ์ส่งข้อมูล (DTE) เรียกว่า สถานี.

โดยปกติช่องสัญญาณจะแบ่งออกเป็นแบบต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง

ในกรณีทั่วไปส่วนใหญ่ ช่องสัญญาณแยกทุกช่องจะมีช่องสัญญาณต่อเนื่องเป็นส่วนประกอบ

หากสามารถละเลยอิทธิพลของปัจจัยรบกวนต่อการส่งข้อความในช่องสัญญาณได้ ช่องทางในอุดมคติดังกล่าวจะถูกเรียกว่า ช่องสัญญาณที่ไม่มีการรบกวน - ในช่องดังกล่าว แต่ละข้อความที่อินพุตจะสอดคล้องกับข้อความเฉพาะที่เอาต์พุตและในทางกลับกัน

หากไม่สามารถละเลยอิทธิพลของการรบกวนในช่องได้ ช่องทางเมื่อมีสัญญาณรบกวน

ภายใต้ รุ่นช่อง หมายถึงคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของช่องทางที่ช่วยให้สามารถประเมินคุณลักษณะของมันซึ่งใช้ในการสร้างระบบการสื่อสารโดยไม่ต้องทำการศึกษาทดลอง

ช่องทางที่ความน่าจะเป็นในการระบุสัญญาณแรกกับสัญญาณที่สองและสัญญาณที่สองกับสัญญาณแรกเหมือนกันเรียกว่า สมมาตร .

ช่องที่มีการลบ เป็นช่องสัญญาณที่ตัวอักษรของสัญญาณเข้าแตกต่างจากตัวอักษรของสัญญาณที่สัญญาณออก

ช่องทางการตอบรับ เรียกว่าช่องทางส่งคืนเพิ่มเติมที่นำมาใช้ใน SPD เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในการส่งสัญญาณ

ช่องทางการสื่อสารถือว่า ที่ให้ไว้หากทราบข้อมูลในข้อความที่อินพุตตลอดจนข้อ จำกัด ที่กำหนดให้กับข้อความอินพุตโดยลักษณะทางกายภาพของช่องสัญญาณ

สำหรับช่องทางการส่งข้อมูลมีลักษณะที่เรียกว่า ความเร็วในการส่งข้อมูลผ่านช่องทางต่างๆ ซึ่งแสดงลักษณะปริมาณข้อมูลโดยเฉลี่ยที่สามารถส่งผ่านช่องทางการสื่อสารต่อหน่วยเวลา

เพื่อกำหนดลักษณะของช่องทางการสื่อสาร สามารถใช้แนวคิดเรื่องความเร็วในการส่งข้อมูลได้สองแบบ:

– ความเร็วในการส่งข้อมูลทางเทคนิค (ความเร็วในการจัดการ) มีลักษณะเป็นจำนวนสัญญาณพื้นฐานที่ส่งผ่านช่องสัญญาณต่อหน่วยเวลา ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสายสื่อสารและความเร็วของอุปกรณ์ช่องสัญญาณ หน่วยวัดความเร็วทางเทคนิคคือ 1 Baud = 1 สัญลักษณ์/1 วินาที

– อัตราการถ่ายโอนข้อมูล กำหนดโดยจำนวนข้อมูลโดยเฉลี่ยที่ส่งต่อหน่วยเวลา ความเร็วนี้ขึ้นอยู่กับทั้งลักษณะของช่องสัญญาณที่กำหนดและลักษณะของสัญญาณที่ใช้ [บิต/วินาที]

จำนวนข้อมูลโดยเฉลี่ยที่สร้างโดยแหล่งข้อความต่อหน่วยเวลาเรียกว่า ประสิทธิภาพของแหล่งที่มา

ความจุช่องทางการสื่อสาร เรียกว่า ความเร็วสูงสุดการส่งข้อมูลผ่านช่องทางนี้ทำได้มากที่สุด วิธีที่สมบูรณ์แบบการส่งและรับข้อมูล

แบนด์วิธ เช่นเดียวกับความเร็วของการถ่ายโอนข้อมูล วัดจากปริมาณข้อมูลที่ส่งต่อหน่วยเวลา

ใน ระบบโทรคมนาคม (TCS)ช่องทางการสื่อสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่

ช่องทางการสื่อสาร Simplex (CS) แสดงถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครื่องส่งและผู้รับเมื่อข้อความถูกส่งไปในทิศทางเดียวผ่านสายสื่อสาร (ช่องสัญญาณ) เดียว ช่องนี้มีชื่อว่า เริม หรือ ระบบที่ไม่ซึ่งกันและกัน .

ช่องทางการสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ (โหมดการทำงาน) ในกรณีนี้ โหนดการสื่อสาร 2 โหนดเชื่อมต่อกันด้วยช่องทางการสื่อสารเดียว (สายการสื่อสาร) แต่ข้อมูลจะถูกส่งผ่านช่องทางนี้สลับกัน (สลับกัน) ในทิศทางตรงกันข้าม - นี่คือวิธีจัดระเบียบโหมดการทำงาน

ช่องทางการสื่อสารแบบดูเพล็กซ์ ถือว่าสองโหนดการสื่อสารเชื่อมต่อพร้อมกันด้วยสองช่องทาง (ไปข้างหน้าและย้อนกลับ) ซึ่งข้อมูลจะถูกส่งพร้อมกันในทิศทางตรงกันข้าม

เริม ประเภทของช่องทางการสื่อสารที่ใช้ในโครงข่ายร่างกายและวิทยุ

ฮาล์ฟดูเพล็กซ์ วิธีการนี้ใช้ในระบบอ้างอิงข้อมูลและระบบตอบกลับคำขอ

ดูเพล็กซ์ ช่องทางการสื่อสารใช้ในระบบที่มี POS และ IOS

ในระบบโทรคมนาคม จะมีความแตกต่างระหว่างช่องทางการสื่อสารแบบเฉพาะ (ไม่สับเปลี่ยน) และแบบสับเปลี่ยนตลอดระยะเวลาการส่งสัญญาณ

ใน ช่องทางการสื่อสารเฉพาะ อุปกรณ์รับและส่งสัญญาณของโหนดการสื่อสารเชื่อมต่อกันตลอดเวลา นี้ให้ ระดับสูงความพร้อมมากขึ้น คุณภาพสูงการส่งสัญญาณ (การสื่อสาร) และการสนับสนุนการรับส่งข้อมูลจำนวนมาก

เนื่องจากต้นทุนที่ค่อนข้างสูงของเครือข่ายปฏิบัติการที่มีช่องทางการสื่อสารเฉพาะ ความสามารถในการทำกำไรจะเกิดขึ้นได้เมื่อช่องทางการสื่อสารมีการโหลดอย่างเพียงพอ

ได้มีการเปลี่ยนช่องทางการสื่อสาร มีการจัดระเบียบเฉพาะช่วงระยะเวลาของการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนคงที่เท่านั้น ช่องทางดังกล่าวมีลักษณะที่มีความยืดหยุ่นสูงและต้นทุนค่อนข้างต่ำ (มีปริมาณการรับส่งข้อมูลต่ำ)

ระบบส่งข้อมูล (DTS) ที่ไม่มีช่องสัญญาณตอบรับ โดยหลักการแล้วอนุญาตให้บรรลุความแม่นยำที่ต้องการในการส่งข้อมูลโดยใช้รหัสแก้ไขที่เหมาะสม ราคาสำหรับการรับรองความน่าเชื่อถือที่ต้องการคือการเพิ่มความยาวของชุดค่าผสมอย่างมีนัยสำคัญตลอดจนความซับซ้อนที่สำคัญของอุปกรณ์

ข้อเสียระบบที่ไม่มีผลตอบรับก็เช่นกัน แหล่งที่มาไม่ได้รับการยืนยันใด ๆ เกี่ยวกับวิธีการรับข้อมูลที่ผู้รับ- ดังนั้นในระบบดังกล่าวเป็นอย่างมาก ความต้องการสูงถึงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ที่ใช้ จากข้อมูลนี้ ระบบที่ไม่มีการตอบรับจะถูกใช้เป็นหลักเมื่อ เมื่อเป็นไปไม่ได้ที่จะจัดช่องทางตอบรับหรือความล่าช้าในการส่งข้อมูลเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้- เนื่องจากสถานการณ์เหล่านี้ระบบต่างๆด้วย ข้อเสนอแนะ (การควบคุมแบบปรับตัว) ซึ่งความน่าเชื่อถือของการส่งข้อมูลจะเพิ่มขึ้นโดยการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ฝั่งรับและทำซ้ำเฉพาะรหัสที่ได้รับที่ไม่ถูกต้องเท่านั้น ในกรณีนี้ ความซ้ำซ้อนจะมีน้อยที่สุดหากไม่มีข้อผิดพลาด และจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนที่เพิ่มขึ้น ระบบที่มีข้อมูลป้อนกลับ ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดระเบียบข้อมูลป้อนกลับ แบ่งออกเป็นระบบที่มีข้อมูลป้อนกลับและระบบที่มีการป้อนกลับที่เด็ดขาด

5.1 ระบบการสื่อสาร

ระบบการสื่อสารเข้าใจว่าเป็นชุดของอุปกรณ์และสภาพแวดล้อมที่รับประกันการส่งข้อความจากผู้ส่งไปยังผู้รับ โดยทั่วไป ระบบการสื่อสารทั่วไปจะแสดงด้วยบล็อกไดอะแกรม

รูปที่ 1 - ระบบการสื่อสารทั่วไป

เครื่องส่งคืออุปกรณ์ที่ตรวจจับและสร้างสัญญาณการสื่อสาร เครื่องรับคืออุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณการสื่อสารที่ได้รับและเรียกคืนข้อความต้นฉบับ ผลกระทบของการรบกวนต่อ สัญญาณที่เป็นประโยชน์แสดงให้เห็นว่าข้อความที่ได้รับที่เอาต์พุตของผู้รับนั้นไม่เหมือนกับข้อความที่ส่ง

ช่องทางการสื่อสารเข้าใจว่าเป็นชุดของ อุปกรณ์ทางเทคนิคให้การส่งสัญญาณแบบอิสระ ของข้อความนี้โดย สายสามัญการสื่อสารในรูปแบบสัญญาณการสื่อสารที่เหมาะสม สัญญาณการสื่อสารคือการรบกวนทางไฟฟ้าที่แสดงข้อความโดยไม่ซ้ำกัน

สัญญาณการสื่อสารมีความหลากหลายในรูปแบบและแสดงถึงแรงดันหรือกระแสที่แปรผันตามเวลา

เมื่อตัดสินใจ ปัญหาในทางปฏิบัติในทฤษฎีการสื่อสาร สัญญาณมีลักษณะเป็นปริมาตรเท่ากับผลคูณของลักษณะสามประการ ได้แก่ ระยะเวลาของสัญญาณ ความกว้างของสเปกตรัม และส่วนเกินของกำลังสัญญาณเฉลี่ยเหนือสัญญาณรบกวน ในกรณีนั้น - หากลักษณะเหล่านี้วางขนานกับแกน ระบบคาร์ทีเซียนแล้วเราจะได้ปริมาตรของเส้นขนาน ดังนั้นผลคูณจึงเรียกว่าปริมาตรของสัญญาณ

ระยะเวลาของสัญญาณจะกำหนดช่วงเวลาของการมีอยู่ของมัน

ความกว้างของสเปกตรัมสัญญาณคือช่วงความถี่ซึ่งมีสเปกตรัมความถี่ที่จำกัดของสัญญาณอยู่ เช่น -

โดยธรรมชาติแล้ว ช่องทางการสื่อสารสามารถส่งเฉพาะสัญญาณที่มีสเปกตรัมอยู่ในช่วงความถี่ที่จำกัดและมีช่วงการเปลี่ยนแปลงกำลังที่ยอมรับได้เท่านั้น

นอกจากนี้ ช่องทางการสื่อสารยังมอบให้กับผู้ส่งข้อความตามเวลาที่กำหนดอีกด้วย ดังนั้น โดยการเปรียบเทียบกับสัญญาณในทฤษฎีการสื่อสาร จึงมีการแนะนำแนวคิดเกี่ยวกับความจุของช่องสัญญาณ ซึ่งกำหนดไว้: ; .

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณที่มีปริมาตรผ่านช่องสัญญาณสื่อสารที่มีความจุเท่ากับ , คือ หรือ . ลักษณะทางกายภาพสัญญาณสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่การลดลงของสัญญาณใดสัญญาณหนึ่งจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของสัญญาณอื่น ๆ

5.2.2 แบนด์วิธและความเร็วในการส่งข้อมูล

แบนด์วิธคือความเร็วสูงสุดในการถ่ายโอนข้อมูล ปริมาณงานสูงสุดขึ้นอยู่กับแบนด์วิดท์ของช่องสัญญาณตลอดจนอัตราส่วน และถูกกำหนดโดยสูตร - นี่คือสูตรของแชนนอน ซึ่งใช้ได้กับระบบการสื่อสารใดๆ ที่มีการรบกวนที่ผันผวน

5.2.3 การตอบสนองความถี่ช่องสัญญาณ

การตอบสนองความถี่ของช่องสัญญาณสื่อสารจะขึ้นอยู่กับการลดทอนที่เหลือของความถี่ การลดทอนที่เหลือคือความแตกต่างในระดับที่อินพุตและเอาต์พุตของช่องสัญญาณสื่อสาร หากที่จุดเริ่มต้นของบรรทัดมีพลัง และที่จุดสิ้นสุด - ดังนั้นการลดทอนใน non-peres:

.

ในทำนองเดียวกันสำหรับแรงดันและกระแส:

; .

จับคู่สัญญาณกับช่อง

ความเร็วในการส่งข้อมูลการวัดจะกำหนดประสิทธิภาพของระบบสื่อสารที่รวมอยู่ในระบบการวัด

แผนภาพแบบง่าย ระบบการวัด แสดงในรูปที่ 175

มักจะเป็นประถมศึกษา ทรานสดิวเซอร์วัดแปลงปริมาณที่วัดได้เป็นสัญญาณไฟฟ้า X (ต)ซึ่งจำเป็นต้องส่งโดย ช่องทางการสื่อสารขึ้นอยู่กับช่องทางการสื่อสาร ( สายไฟฟ้าหรือสายเคเบิล ใยแก้วนำแสง สภาพแวดล้อมทางน้ำ อากาศ หรือพื้นที่ไร้อากาศ) พาหะของข้อมูลการวัดสามารถเป็นได้ กระแสไฟฟ้า, ลำแสง, การสั่นของเสียง, คลื่นวิทยุ ฯลฯ การเลือกผู้ให้บริการเป็นขั้นตอนแรกในการจับคู่สัญญาณกับช่องสัญญาณ.

ลักษณะทั่วไปของช่องทางการสื่อสารคือ เวลาที ถึง, ใน ในระหว่างนั้นก็มีไว้เพื่อส่งข้อมูลการวัดแบนด์วิธ F ถึงและ ช่วงไดนามิก N ถึง ซึ่งเข้าใจว่าเป็นอัตราส่วนของกำลังที่อนุญาตในช่องต่อกำลังของการรบกวนที่มีอยู่ในช่องอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้โดยแสดงเป็นเดซิเบล งาน

เรียกว่า ความจุของช่อง

ลักษณะสัญญาณทั่วไปที่คล้ายกันคือ เวลาที ในระหว่างที่มีการส่งข้อมูลการวัดความกว้างของสเปกตรัมเอฟซีและ ช่วงไดนามิก Hc คืออัตราส่วนของกำลังสัญญาณสูงสุดต่อกำลังต่ำสุดซึ่งจะต้องแยกความแตกต่างจากศูนย์สำหรับคุณภาพการส่งสัญญาณที่กำหนด โดยแสดงเป็นเดซิเบล งาน

เรียกว่า ปริมาณสัญญาณ

การตีความทางเรขาคณิตของแนวคิดที่นำเสนอจะแสดงไว้ในรูปที่ 1 176.

เงื่อนไขในการจับคู่สัญญาณกับช่องสัญญาณที่รับประกันการส่งข้อมูลการวัดโดยไม่สูญเสียและบิดเบือนเมื่อมีสัญญาณรบกวนถือเป็นการเติมเต็มความไม่เท่าเทียมกัน

เมื่อระดับเสียงของสัญญาณ "พอดี" เข้ากับความจุของช่องสัญญาณอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม เงื่อนไขในการจับคู่สัญญาณกับช่องสัญญาณสามารถบรรลุได้แม้ว่าจะไม่พอใจกับความไม่เท่าเทียมกันครั้งล่าสุดบางส่วน (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) ก็ตาม ในกรณีนี้จำเป็นต้องมีสิ่งที่เรียกว่า ธุรกรรมการแลกเปลี่ยนซึ่งมี "การแลกเปลี่ยน" ประเภทของระยะเวลาของสัญญาณสำหรับความกว้างของสเปกตรัมหรือความกว้างของสเปกตรัมสำหรับช่วงไดนามิกของสัญญาณ ฯลฯ

ตัวอย่างที่ 82สัญญาณที่มีความกว้างสเปกตรัม 3 kHz จะต้องส่งผ่านช่องสัญญาณที่มีแบนด์วิธ 300 Hz ซึ่งสามารถทำได้โดยการบันทึกลงบนเทปแม่เหล็กก่อนแล้วเล่นกลับระหว่างการส่งสัญญาณด้วยความเร็วต่ำกว่าความเร็วในการบันทึก 10 เท่า ในกรณีนี้ ความถี่ทั้งหมดของสัญญาณดั้งเดิมจะลดลง 10 เท่า และเวลาในการส่งสัญญาณจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนที่เท่ากัน สัญญาณที่ได้รับจะต้องบันทึกลงบนเทปแม่เหล็กด้วย เมื่อเล่นด้วยความเร็ว 10 เท่า ก็จะสามารถสร้างสัญญาณต้นฉบับขึ้นมาใหม่ได้

ในทำนองเดียวกัน ก็เป็นไปได้ที่จะส่งสัญญาณที่ยาวนานในเวลาอันสั้น หากแบนด์วิธของช่องสัญญาณกว้างกว่าสเปกตรัมของสัญญาณ

ในช่องที่มีการรบกวนเพิ่มเติมแบบไม่สัมพันธ์กัน

โดยที่ P c และ P p คือพลังของสัญญาณและการรบกวนตามลำดับ เมื่อทำการโอน สัญญาณไฟฟ้าทัศนคติ

ถือได้ว่าเป็นจำนวนระดับการหาปริมาณสัญญาณที่รับประกันการส่งสัญญาณที่ปราศจากข้อผิดพลาด อันที่จริง ด้วยขั้นตอนการหาปริมาณที่เลือก สัญญาณของระดับใดๆ จะไม่สามารถเข้าใจผิดว่าเป็นสัญญาณของระดับที่อยู่ติดกัน เนื่องจากอิทธิพลของการรบกวน หากตอนนี้เราจินตนาการถึงสัญญาณว่าเป็นชุดของค่าที่เกิดขึ้นทันทีซึ่งเป็นไปตามทฤษฎีบทของ V.A. Kotelnikov ในช่วงเวลา D เสื้อ= ,

จากนั้นในแต่ละช่วงเวลาเหล่านี้จะสอดคล้องกับระดับใดระดับหนึ่งนั่นคือ อาจมีอย่างใดอย่างหนึ่ง nค่าความน่าจะเป็นที่เท่าเทียมกัน ซึ่งสอดคล้องกับเอนโทรปี

หลังจากที่อุปกรณ์รับสัญญาณลงทะเบียนระดับใดระดับหนึ่งที่จุดเวลาคงที่ เอนโทรปี (หลัง) จะเท่ากับ 0 และควอนตัมของข้อมูล (ปริมาณข้อมูลที่ส่ง ณ จุดที่ไม่ต่อเนื่องของเวลา)

เนื่องจากมีการส่งผ่านสัญญาณทั้งหมด น= 2 F c T กับควอนต้า แล้วจำนวนข้อมูลที่มีอยู่ในนั้น

แปรผันตรงกับปริมาตรของสัญญาณ ในการส่งข้อมูลนี้ให้ทันเวลา Tk จำเป็นต้องตรวจสอบความเร็วในการส่ง

หากสัญญาณและช่องสัญญาณสอดคล้องกันและ T c = T c; F c = F k ดังนั้น

นี้ สูตรของเคแชนนอนสำหรับความจุช่องสัญญาณสูงสุดเธอตั้ง ความเร็วสูงสุดการส่งข้อมูลโดยไม่มีข้อผิดพลาด- ที่ทีซี< T к скорость может быть меньшей, а при Т с >ข้อผิดพลาดเป็นไปได้

จำกัดการพึ่งพา แบนด์วิธช่องสัญญาณจากอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนสำหรับแบนด์วิธหลายค่าจะแสดงในรูป 177. ธรรมชาติของการพึ่งพาอาศัยกันนี้จะแตกต่างกันไปตามอัตราส่วนขนาดใหญ่และขนาดเล็ก

เหล่านั้น. การขึ้นอยู่กับความจุของช่องสัญญาณต่ออัตราส่วนสัญญาณ/เสียงรบกวนคือลอการิทึม

หาก “1 แม้ว่า R p » R c การส่งผ่านแบบไร้ข้อผิดพลาดยังคงเป็นไปได้ แต่ด้วยความเร็วต่ำมาก ในกรณีนี้ การขยายนั้นถูกต้อง

ซึ่งเราสามารถจำกัดตัวเองให้อยู่ในเทอมแรกได้ เมื่อคำนึงถึงบันทึก e = 1.443 เราก็จะได้

ดังนั้น สำหรับอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่มีขนาดเล็ก การพึ่งพาปริมาณงานในอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนจะเป็นเส้นตรง

การพึ่งพาปริมาณงานกับแบนด์วิดธ์ของช่องสัญญาณเข้า ระบบจริงซับซ้อนกว่าแค่เชิงเส้น พลังของสัญญาณรบกวนที่อินพุตของอุปกรณ์รับสัญญาณขึ้นอยู่กับแบนด์วิดท์ของช่องสัญญาณ หากสเปกตรัมการรบกวนมีความสม่ำเสมอ

โดยที่ G คือความหนาแน่นของพลังงานสเปกตรัมของการรบกวนเช่น กำลังรบกวนต่อย่านความถี่หนึ่งหน่วย แล้ว

กำลังของสัญญาณสามารถแสดงได้ในแง่ของความหนาแน่นของสเปกตรัมเท่ากันหากเราคำนึงถึง เทียบเท่าย่านความถี่ F e:

เมื่อหารทั้งสองข้างของนิพจน์นี้ด้วย F e เราจะได้:

ลักษณะของการพึ่งพาอาศัยกันนี้แสดงไว้ในรูปที่. 178. สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าเมื่อแบนด์วิธของช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น ความจุของช่องจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างไม่มีกำหนด แต่มีแนวโน้มที่จะมีขีดจำกัดที่แน่นอน สิ่งนี้อธิบายได้จากเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้นในช่องและการเสื่อมสภาพของอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่อินพุตของอุปกรณ์รับ ขีดจำกัดที่ c มีแนวโน้มโดยการเพิ่ม F k สามารถกำหนดได้โดยใช้การขยายอนุกรมของฟังก์ชันลอการิทึมสำหรับ F k ขนาดใหญ่ที่ทราบอยู่แล้ว แล้วถ้า

ดังนั้น, ค่าสูงสุดซึ่งความจุของช่องสัญญาณสูงสุดมีแนวโน้มเมื่อแบนด์วิธเพิ่มขึ้น จะเป็นสัดส่วนกับอัตราส่วนของกำลังสัญญาณต่อกำลังรบกวนต่อย่านความถี่หนึ่งหน่วย สิ่งนี้นำไปสู่ข้อสรุปในทางปฏิบัติอย่างชัดเจน: ในการเพิ่มความจุช่องสัญญาณสูงสุด คุณต้องเพิ่มพลังของอุปกรณ์ส่งสัญญาณ และใช้อุปกรณ์รับสัญญาณที่มีระดับเสียงต่ำสุดที่อินพุต

นอกเหนือจากประสิทธิภาพแล้ว ตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดอันดับสองของคุณภาพของระบบสื่อสารก็คือภูมิคุ้มกันทางเสียง เมื่อส่งข้อมูลการวัดในรูปแบบอะนาล็อก จะถูกประเมินโดยการเบี่ยงเบนของสัญญาณที่ได้รับจากสัญญาณที่ส่ง ภูมิคุ้มกันทางเสียง ช่องสัญญาณแยกการสื่อสารมีลักษณะเฉพาะ ความน่าจะเป็นของข้อผิดพลาด Rosh (อัตราส่วนของจำนวนอักขระที่ได้รับอย่างผิดพลาดต่อจำนวนอักขระที่ส่งทั้งหมด) และสัมพันธ์กับการพึ่งพาอาศัยกัน

ตัวอย่างเช่น ถ้า Рosh = 10 -5 แล้ว æ = 5; ถ้า Rosh = 10 -6 แล้ว æ = 6.

ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มภูมิคุ้มกันทางเสียงเมื่อส่งข้อมูลการวัดในรูปแบบอะนาล็อกและการรบกวนที่ไม่มีความสัมพันธ์กัน การสะสมสัญญาณถูกส่งหลายครั้งและด้วยการเพิ่มการใช้งานที่ได้รับทั้งหมดที่สอดคล้องกัน ค่าของมันในเวลาที่สอดคล้องกันจะถูกสรุป ในขณะที่การรบกวนในเวลาเหล่านี้เป็นการสุ่มจะได้รับการชดเชยบางส่วน เป็นผลให้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนเพิ่มขึ้นและภูมิคุ้มกันทางเสียงเพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกัน แนวคิดเรื่องการสะสมจะถูกนำไปใช้เมื่อส่งข้อมูลการวัดผ่านช่องทางแยก

ตัวอย่างที่ 83- ปล่อยให้ธรรมชาติของการรบกวนสามารถเข้าใจผิดว่าเป็นสัญญาณได้ (เช่น 0 สามารถเข้าใจผิดได้ว่าเป็น 1) เมื่อส่งด้วยรหัส Baudot ชุดค่าผสม 01001 จะได้รับสามครั้งในรูปแบบ:

หากตัวบวกเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ทำงานเมื่อมีศูนย์อย่างน้อยหนึ่งตัวปรากฏขึ้นในคอลัมน์ ระบบจะยอมรับการรวมกันอย่างถูกต้อง โดยมีเงื่อนไขว่าแต่ละศูนย์ได้รับการยอมรับอย่างถูกต้องอย่างน้อยหนึ่งครั้ง

หากในระหว่างการส่งข้อมูลครั้งหนึ่งความน่าจะเป็นของข้อผิดพลาดอิสระจะแสดงโดย Posh จากนั้นหลังจากนั้น น-หากส่งซ้ำหลายครั้ง จะเท่ากับ Rosh ดังนั้นภูมิคุ้มกันทางเสียง หลังจาก N การส่งสัญญาณซ้ำ

ที่ไหน - การป้องกันเสียงรบกวนระหว่างการส่งสัญญาณเดี่ยว ดังนั้นภูมิคุ้มกันทางเสียงในระหว่างการสะสมจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนการทำซ้ำ

วิธีหนึ่งในการเพิ่มภูมิคุ้มกันทางเสียงก็คือ การใช้รหัสแก้ไข

ภูมิคุ้มกันทางเสียงที่เพิ่มขึ้นทำได้โดยการเพิ่มความซ้ำซ้อน และโดยทั่วไปคือโดยการเพิ่มระดับเสียงของสัญญาณด้วยข้อมูลการวัดจำนวนเท่ากัน ในกรณีนี้ต้องรักษาเงื่อนไขการจับคู่สัญญาณกับช่องสัญญาณ หากตรงตามเงื่อนไขนี้และ T c = T k; Н с = Н к การส่งข้อมูลการวัดโดยใช้การสั่นความถี่สูงแบบมอดูเลตแบบแอมพลิจูดจะทนทานต่อสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าการส่งสัญญาณโดยตรง เพราะในกรณีของ ตัวอย่างเช่น การปรับโทนเสียงจะใช้เวลานานเป็นสองเท่าแถบใหญ่ ความถี่ ในทางกลับกันการใช้ความถี่ลึกหรือการปรับเฟส ด้วยการขยายคลื่นความถี่ทำให้ภูมิคุ้มกันทางเสียงของระบบสื่อสารเพิ่มมากขึ้น ในแง่นี้มีแนวโน้มว่าจะไม่ใช้เรียบง่าย

ส่งสัญญาณว่า

ฉ ค ต ค หยาบคาย 1, กซับซ้อน,

เพื่อสิ่งนั้น ซึ่งรวมถึงสัญญาณพัลส์ที่มีการเติมความถี่สูงและการปรับความถี่

หรือการยักย้ายเฟสของการแกว่งตัวของพาหะ ฯลฯ

ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและการป้องกันเสียงรบกวนของระบบสื่อสารนั้นขัดแย้งกัน ในด้านหนึ่งพวกเขาสนับสนุนให้ลดและในทางกลับกันเพื่อเพิ่มระดับเสียงของสัญญาณโดยไม่ละเมิดเงื่อนไขของการประสานงานกับช่องสัญญาณและไม่เปลี่ยนแปลงจำนวนข้อมูลที่อยู่ในนั้น การปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โซลูชันทางเทคนิคที่เหมาะสมที่สุด

การจำแนกประเภทของสัญญาณ ลักษณะของพวกเขา ภายใต้ สัญญาณ เข้าใจกระบวนการทางกายภาพ ซึ่งดำเนินการถ่ายโอนข้อมูลตามเวลาและสถานที่ มีการอธิบายสัญญาณ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ สะท้อนคุณสมบัติทั่วไป กระบวนการที่มีลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างกัน ส่วนใหญ่แล้ว สัญญาณจะแสดงโดยการพึ่งพาการทำงานซึ่งอาร์กิวเมนต์คือเวลาหรือตัวแปรเชิงพื้นที่บางส่วน ฟังก์ชั่นที่อธิบายสัญญาณสามารถรับได้ทั้งสองอย่าง จริง , ดังนั้น ซับซ้อน

ความหมาย สัญญาณที่อธิบายโดยฟังก์ชันของตัวแปรหนึ่งเรียกว่า มิติเดียว และสัญญาณที่อธิบายโดยฟังก์ชันของตัวแปรอิสระคือ หลายมิติ

- ตัวอย่างเช่น ความสว่างของภาพเป็นสัญญาณสองมิติ เรียกว่าสัญญาณ ไม่เป็นทางการ

หากมีจุดเริ่มต้น (เริ่มต้นในเวลา)สัญญาณ คือ สัญญาณที่มีระยะเวลาจำกัด เช่น ที่มีอยู่ในช่วงเวลาอันจำกัด พวกมันไม่เป็นศูนย์ในช่วงเวลานี้และเท่ากับศูนย์ด้านนอก

มีสัญญาณด้วย(รูปที่ 2):

ต่อเนื่อง (แอนะล็อก);

ไม่ต่อเนื่องตามเวลา

วัดปริมาณตามขนาดและต่อเนื่องตามเวลา

วัดปริมาณตามขนาดและไม่ต่อเนื่องตามเวลา (ดิจิทัล)

ก) สัญญาณต่อเนื่อง b) สัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องตามเวลา

c) สัญญาณที่วัดปริมาณตามขนาด d) สัญญาณที่วัดปริมาณด้วย

ทั้งต่อเนื่องตามเวลาและไม่ต่อเนื่องตามเวลา

รูปที่ 2. ประเภทของสัญญาณ

สัญญาณของการจำแนกประเภทสัญญาณอีกประการหนึ่งขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้หรือความเป็นไปไม่ได้ในการคาดการณ์ ค่าที่แน่นอนสัญญาณได้ตลอดเวลาหรือ ณ จุดใด ๆ ในพิกัดเชิงพื้นที่ ดังนั้นจึงมีการเรียกสัญญาณที่เป็นไปได้ในการทำนายที่ระบุ กำหนดไว้ และสัญญาณที่ไม่สามารถทำนายค่าได้อย่างแม่นยำ - สุ่ม - สัญญาณสุ่มอธิบายโดยฟังก์ชันสุ่ม ค่าของฟังก์ชันแต่ละค่า มูลค่าที่กำหนดอาร์กิวเมนต์แสดงด้วยตัวแปรสุ่ม ฟังก์ชั่นสุ่มเวลาเรียกว่า กระบวนการสุ่ม - ด้วยการสังเกตกระบวนการสุ่มครั้งหนึ่ง การพึ่งพาการทำงานซึ่งเรียกว่า การดำเนินการ - ตัวอย่างของการดำเนินการตามกระบวนการสุ่มคือส่วนของสัญญาณที่บันทึกที่เอาต์พุตของไมโครโฟนเมื่อมีการส่งเสียงฟู่ ตัวอย่างของสัญญาณที่กำหนดคือการสั่นแบบฮาร์มอนิก .

หากสัญญาณสุ่มมีลักษณะเป็นความน่าจะเป็น ดังนั้นตามวิธีของทฤษฎีความน่าจะเป็น จึงสามารถกำหนดลักษณะทางสถิติของสัญญาณได้

ความน่าจะเป็นที่ปริมาณจะอยู่ภายใน ช่วงเวลาที่กำหนดถูกกำหนดโดยนิพจน์:

, (1)

ขอบเขตของค่าที่เป็นไปได้อยู่ที่ไหน

– แทนกฎดิฟเฟอเรนเชียลของการแจกแจงของตัวแปรสุ่ม และเรียกว่าความหนาแน่นของความน่าจะเป็นแบบหนึ่งมิติ

– ฟังก์ชันการแจกแจงอินทิกรัลของตัวแปรสุ่ม

สำหรับการใช้งานจริง สิ่งต่อไปนี้มีความสำคัญ ลักษณะทางสถิติของตัวแปรสุ่ม :

1) ความคาดหวังทางคณิตศาสตร์ของตัวแปรสุ่ม:

, (2)

ถ้าเหตุการณ์มีความน่าจะเป็นเท่ากัน ค่าคาดหวังทางคณิตศาสตร์จะเท่ากับค่าเฉลี่ยเลขคณิต

2) การกระจายตัวของตัวแปรสุ่ม (ส่วนเบี่ยงเบนจากค่าเฉลี่ย):

หากเหตุการณ์มีความเป็นไปได้เท่ากัน:

.

3) ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (RMS):

กระบวนการนิ่งกระบวนการจะถูกเรียกถ้ากฎการกระจายมิติขึ้นอยู่กับช่วงเวลา แต่ไม่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งบนแกนจำนวน สำหรับกระบวนการที่อยู่นิ่งอย่างเคร่งครัด ความคาดหวังและการกระจายทางคณิตศาสตร์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับเวลา

เมื่อพิจารณา ตัวแปรสุ่มต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่างลักษณะทางสถิติที่กำหนดโดยประชากรและเวลา ในกรณีแรก ลักษณะเฉพาะจะพิจารณาจากการสังเกตวัตถุที่เหมือนกันหลายชิ้นในเวลาเดียวกัน และในกรณีที่สอง จะขึ้นอยู่กับการสังเกตวัตถุหนึ่งชิ้นในระยะเวลานานพอสมควร กระบวนการสุ่มเรียกว่า ตามหลักการยศาสตร์ ถ้าเมื่อพิจารณาคุณลักษณะทางสถิติใดๆ ค่าเฉลี่ยของประชากรและกลุ่มตัวอย่างจะเท่ากับค่าเฉลี่ยตลอดช่วงเวลา

ความสัมพันธ์– จำนวนความคล้ายคลึงกันระหว่างสองสัญญาณ ถ้าจะเปรียบเทียบกันสองคน สัญญาณที่แตกต่างกันแล้วการวัดความคล้ายคลึงกันก็คือ ฟังก์ชันความสัมพันธ์ข้าม- หากเปรียบเทียบสัญญาณกับตัวมันเอง ระดับของความคล้ายคลึงจะถูกกำหนด ฟังก์ชันความสัมพันธ์อัตโนมัติ.

ลักษณะสำคัญ สัญญาณที่กำหนดเป็นลักษณะพลังงานของมัน

ลักษณะพลังงานของสัญญาณ:

1. กำลังไฟฟ้าทันที (กระแส): . (5)

2. พลังงาน: . (6)

3. กำลังเฉลี่ยในช่วงเวลา:

. (7)

4. หากสัญญาณเท่ากับผลรวมของสองสัญญาณ:

,

,

. (8)

ลักษณะพลังงานและพลังร่วมกันของสัญญาณทั้งสอง ระดับความคล้ายคลึงกันระหว่างสองสัญญาณ .

5. หากสัญญาณตรงกันพลังงานร่วมกันจะเพิ่มขึ้น 4 เท่าและระบบดังกล่าวจะถูกเรียก สอดคล้องกัน :

6. ถ้ากำลังร่วมกันหรือพลังงานร่วมกันของสัญญาณทั้งสองเป็นศูนย์ (เช่น หรือ ) สัญญาณดังกล่าวจะถูกเรียก ตั้งฉาก - ความตั้งฉากในพลังงานหมายถึงความตั้งฉากในพลังงานเสมอ แต่ไม่ใช่ในทางกลับกัน:

7. หากสัญญาณไม่ตรงกันทั้งหมดจะถูกเรียก ทับซ้อนกันบางส่วน สัญญาณ

ที่ การประมวลผลแบบดิจิตอลมักใช้สัญญาณ ฟังก์ชั่นพิเศษเป็นฟังก์ชัน Heaviside และฟังก์ชัน -Dirac

1) ฟังก์ชันสัญญาณเดี่ยว (ฟังก์ชัน Heaviside) ถูกกำหนดไว้:

ใช้เมื่อสร้างสัญญาณที่มีระยะเวลาจำกัด:

ใน MATLAB ฟังก์ชั่นนี้สามารถสร้างแบบจำลองได้โดยใช้ตัวดำเนินการเปรียบเทียบ

2) -function หรือฟังก์ชัน Dirac - พัลส์แคบอนันต์ที่มีแอมพลิจูดและพื้นที่หน่วยไม่สิ้นสุด:

คุณสมบัติที่สำคัญของ -function คือคุณสมบัติการกรอง:

. (10)

การบรรยายครั้งที่ 2 พื้นฐานของการวิเคราะห์สัญญาณ

สัญญาณตามช่วงเวลาสามารถเขียนได้ในรูปแบบ อนุกรมฟูริเยร์ทั่วไป :

. (1)

ถ้า เป็นเวกเตอร์ นิพจน์สุดท้ายสามารถตีความได้ว่าเป็นการขยายตัวบนพื้นฐานที่แน่นอน และค่าสัมประสิทธิ์ถือได้ว่าเป็นเส้นโครงของเวกเตอร์บนแกนพิกัด กำหนดโดยระบบฟังก์ชั่นการขึ้นรูป พื้นฐาน .

เพื่อให้การสลายตัวเป็นไปได้ สัญญาณดั้งเดิมและระบบการทำงานจะต้องเป็นไปตามนั้น เงื่อนไขบางประการ :

ประการแรก สัญญาณจะต้องอยู่ในชุดของสัญญาณที่สามารถบูรณาการเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสบนเซ็กเมนต์ได้