Дріс масаты: Каналдар жне байланыс жйелерін мегеру

Сратар:

  1. Байланыс жйелері
  2. Амплитудалы модуляция
  3. здіксіз модуляция
  4. Жиіліктік модуляция
  5. Фазалы модуляция

 

Байланыс:

· 1) р трлі техникалы ралдар арылы апарат беру жне абылдау;

· 2) почта, телефон, телеграф, радио, т.б. хабарын таратуды амтамасыз ететін халы шаруашылыыны бір саласы. Ерте кезде хабаржаяу жргінші немесе салтатты кісі арылы ауызша, сондай-а, от, дабыл, ада, белгі арылы жеткізілген. оамдаы згерістер мен дамуа, тех. жетістіктерге орай Байланыс ралдары жетіле тсті. 18 асырды аяында оптикалы телеграф пайда болды. 19 асырда сым бойымен тез хабар бере алатын телеграф аппараттары шыты. 1837 жылы сызы пен нкте (код) арылы ттас сздерді бере алатын Морзе аппаратын, 1876 жылы телефон, 1895 жылы радиобайланыс ралы ойлап табылды. Техника рал-жабдытарыны сипатына арай Байланыс почта жне электрлік Байланыс болып блінеді. Почта Байланысы арылы хат, газет,журнал, бандероль, т.б. жеткізіп беру жне аша аудару ызметтері атарылады. Бгінде почта корреспонденцияларын іріктеуді автоматтандырылан жйелері олданылады. Электрлік Байланыс рылымы бойынша сым арылы жне радиотолын арылы таралатын байланыс болып, ал апарат трі бойынша телефон, телеграф, фототелеграф, телевизия, т.б. болып бірнеше трге блінеді. Телеграф аппараттары баанадаы сым, жер асты кабелі, радиорелелік желілер арылы жаласады. Телеграф техникасыны жетілдірілген трі — факсимильді байланыс (фототелеграфия). Онымен газет беттеріні кшірмесі, фотография, сурет, олжазба, сызба, сондай-а, Байланысты баса трімен абылданбайтын жаттар беріледі. Телефон Байланысы: халыаралы, алааралы жне жергілікті болып блінеді. алааралы телефон-телеграф Байланыссы кбінесе, симметриялы жне коаксиальдык кабельдерден тратын магистралды желілер арылы жргізіледі. Жергілікті жердегі (аладаы) телефон байланысы автоматты телефон стансалары (АТС) арылы жмыс істейді. Онда бір абонентті екінші абонентке стансадаы автомат-аспаптар жалайды. алааралы байланыс телеграф, фототелеграф, телевизия жне радиорелелік желілері арылы да беріледі. Радиобайланыс азіргі заманда те ке тараан.

· 3)сйкестілік,сілтеме,байланыстарды редакциялау кезінде — символ/символ, символ/адрес немесе адрес/адрес типіні сйкестілігі; кибернетикалы жйе жайында — сер, ыпал; мліметтерді ашытан ндеу желісіндегі мліметтерді жеткізу ралдарыны жиынтыы; объектілер арасындаы атынас; программалы модульдерді рекетгестік механизмі; гипермтінні белгіленген элементі; сол элементті тышанмен басару арылы мтінні баса блігіне ауысу; желілердегі байланыс тйіні; екі байланыс торабын жаластыру жабдыы.[1][2]

Амплитудалы модуляция

 

Амплитудалы модуляция (лат. amplitudo — шама, франц. modulatio — біркалыптылы) — радиотаратыш тарататын электромагниттік тербеліс амплитудасын сол тербеліс жиілігінен тмен жиліктегі тербеліс заына сйкес згерту. Мысалы, радиотаратыш тарататын жоары жиілікті тербеліс амплитудасын дыбыс жиілігіндегі тербеліс заына сйкес модуляциялаанда, жоары жиіліктік тербеліс амплитудасыны кмкеруші сызыы дыбыс жиілігіні заына сйкес згереді. Радиотолын ретінде таралатын сол жоары тербелісті жиілігі "тасымалдаушы жиілік" деп аталады. Амплитудалы модуляция радио таратыштыаралы каскадтарыны бірінде жзеге асырылады. Амплитудалы модуляциялауда тасымалдаушы жиіліктен тмен жне жоары екі бйірлік жиілік жолатары пайда болады:

[1]

Пайдаланан дебиеттер[деу]

1. Jump up аза тілі терминдеріні салалы. ылыми тсіндірме сздігі: Электроника, радиотехника жне байланыс. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2007 ISBN 9965-36-448-6

2. Байланыс ралдары[деу]

3. Байланыс ралдары азіргі кездегі е басты ажеттіліктерді бірі болып табылады. Ол те маызды экономикалы жне леуметтік ызмет атарады. Осы заманы байланыс ралдарыны кмегімен Жер шарыны е шалай орналасан аудандарымен, тіпті арышпен де байланыс жасалады. Біра дниежзінде байланыс жйесі біркелкі таралмаан, тіпті адамзатты те жартысына жуыы "телефон" дегенні не екенін де білмейді.

4. Байланыс жйесі те кшті дамыан ел — АШ. Оны лесіне дниежзінлегі телефон жйелеріні 2/5-сі, е жаа байланыс жйелеріні 9/10-ы тиесілі. Оан наты мысал ретінде мынаны айтуа болады: Нью-Йоркті Манхаттен ауданындаы телефон желісіні саны бкіл Африка материгіндегі желілер санымен бірдей.[3]

5. азастандаы байланыс жйелері

6. 20 асырдын басында азастанда 250 почта-телеграф пункті болды. Электр Байланысны техника ралдары мен телевизияны пайдалану 1950—1960 жылдары басталды. Осы кезеге дейін республикалы байланыс ралдарыны негізін бааналы желілер мен коммутациялы ондырылар рады. 1950 жылы Алматыда 800 нмірлік АТС, 1956—1957 жылдары Алматы, араанды, скемен алаларында тыш телевизия орталытары салынды. 1960—1975 жылдары алалардаы АТС-ті автоматтандыруды лес салмаы 97%-ке жетті. 1966 жылы азастанны батыс жне отстік облысы арылы ткен Мскеу-Ташкент Байланыс кабелі желісіні рылысы аяталды. Бдан со Новосибирск—Алматы,Самара—Атырау—Жаа зен кабель магистральдары, 1967 жылы “Орбита” арыш абылдау станциясы іске осылды, халыаралы телефон байланысын автоматтандыру басталды. 1972 жылы Алматыда азастанды КСРО-ны 120 аласымен байланыстыратын АРМ-20 халыаралы автоматты телефон станциясы іске осылды. 20 асырды аяына арай азастандаы Байланыс желілері телекоммуникацияны цифрлы жйелері негізінде згертіле бастады. Республикадаы халыаралы телефон байланысы 2 жер стілік телепорттар арылы жзеге асырылады. Республикада халыаралы телефон байланысы 1992 жылы Алматыда жне 1995 жылы Амолада Жер серігі телеайлатары арылы амтамасыз етілді. Халыаралы автоматты коммутациялы станциялар С-12 жйесіндегі цифрлы станциялармен ауыстырылды. Аумаы зор, халыны орналасу тыыздыы ркелкі, кабель желілерін тартуа болмайтын иын жерлері кп азастанда арышты спутник арылы байланыс аса тиімді. 20 асырды 90-жылдары азастанда байланысты телефакс, ялы радиобайланыс, пейджинг, транкинг, интернет сияты жаа трлері пайда болды. Республиканы 7 облыс орталыында 7000 абонент ялы байланыс, 12 ірі аласында 5000 абонент дербес радиошаыру (пейджинг) ызметін пайдаланып келеді. 1996—1997 жылдары пайдалануа берілген Амола—араандыталшыты-оптикалы желі азастандаы халыаралы цифрлы Байланыс торабыны негізін алады. 1998 жылы республикадаы халыаралы телефон каналдарыны зындыы 43 млн 363 мы км-ге жетті. Республика алаларында жалпы сыйым. 1.856.997 нмірлік 637 АТС, ауылды жерлерде жалпы сыйымд. 573945 нмірлік АТС-тер жмыс істеді. [4]

7. азастанда азіргі кезде байланыс ралдарыны е жаа лгілері іске осылуда. Республикамызды байланыс жйесінде санды телефон стансылары, ялы телефон, арнайы карточка кмегімен байланыса шыуа ммкіндік беретін таксофондар, факс жне пейджинг, Жерді жасанды серіктері арылы байланысу елеулі орын ала бастады. 1994 жылдан бері азастан лемдік интернет жйесіне траты осылды.[3]

Амплитудалы модуляция (лат. amplitudo — шама, франц. modulatio — біркалыптылы) — радиотаратыш тарататын электромагниттік тербеліс амплитудасын сол тербеліс жиілігінен тмен жиліктегі тербеліс заына сйкес згерту. Мысалы, радиотаратыш тарататын жоары жиілікті тербеліс амплитудасын дыбыс жиілігіндегі тербеліс заына сйкес модуляциялаанда, жоары жиіліктік тербеліс амплитудасыны кмкеруші сызыы дыбыс жиілігіні заына сйкес згереді. Радиотолын ретінде таралатын сол жоары тербелісті жиілігі "тасымалдаушы жиілік" деп аталады. Амплитудалы модуляция радио таратыштыаралы каскадтарыны бірінде жзеге асырылады. Амплитудалы модуляциялауда тасымалдаушы жиіліктен тмен жне жоары екі бйірлік жиілік жолатары пайда болады:

[1]

 

 

Жиіліктік модульдеу, жиіліктік модуляция — генератор жиілігіні модульдеуші (модуляциялаушы) кернеу серінен згеруі. Жиіліктік модульдеу, негізінен, радиотехникада, телеметрияда, теледидарда (теледидарлы кріністі дыбыспен йлестіру шін), т.б. электронды приборларда олданылады. Амплитудалы модульдеумен салыстыранда Жиіліктік модульдеу абылдау кезінде электрлік бгеуілдер серін тмендете алады.

Фазалы модуляция — тербеліс модуляциясыны бір трі, Фазалы модуляцияда тасымалданатын сигнал тасушы жоары жиілікті тербелісті фазасын басарады. Егер модуляциялаушы сигнал синусоид трінде болса, онда Фазалы модуляция мен жиілік модуляциясы жадайындаы сигналдарды спектрі мен пішіні бірдей болады. Айырмашылы модуляциялаушы сигналды лдеайда крделі пішіндерінде байалады. Фазалы модуляция негізінен тасушы жиілігіні орнытылыы жоары жиілікті модуляцияа аралы трлендіргіш ретінде олданылады.

Гармоникалы тасушы сигналды фазасы хабар сигналыны зандылыымен згеретін сигналды фазалы модуляцияланан сигнал деп, ал процесті фазалы модуляция деп атайды. Фазалы модуляцияда да жиіліктік модуляциядаыдай сигналды згеру брышыны ауысуына туелді, мндай модуляцияны оулытарда брышты модуляция деп те атайды. Тасушы сигнал фазасыны езгеру ауымы хабарды тасымалдайтын,яни апаратгы сигналды арындылыыны згеруіне байланысты болады. Тасымалдайтын сигнал фазасыны згеру ауымы жне соан байланысты фазалы модуляцияланан сигналды рамы жне оны параметрі фазалы модуляциялау индексіне байланысты. Фазалы моцуляция индексі — сигнал фазасыны салыстырмалы згеруі. Фазалы моцуляция индексі кіші (1-ден едуір аз) боланда, модуляцияланан сигналды рамы амплитудалымодуляциядаыдай ш сигналды осындысынан трады. Олар: тасушы, тменгі жне жоары бйір жа сигналдар. Оларды амплитудалы модуляцияланан сигналдан айырмашылыгы бір бйір жа сигнал 180°-а брылан. Сондытан хабарды таралу зандылыына байланысты модуляцияланан сигналды амплитудасы емес, оны фазасы згереді. Фазалы модуляцияны индексі лкен (1-ден лкен) боланда, модуляцияланан сигналды рамы крделенеді, оны арнайы математикалы жолмен анытайды. Фазалы модуляцияланан сигналды рамы тасушы сигнал жиілігінен жне оны жоары бйір жне тменгі бйір жатарындаы n санды жиіліктерден трады. Фазалы модуляцияны жасайтын рылыны фазалы модулятор деп атайды. Баса дістер (амплитудалы жне жиіліктік) арылы модуляцияланан сигналдара араанда фазалы модуляцияланан сигнал бгеуілге орныты, сол себепті, оны длдігі жоары болады. Біра фазалы модуляцияланан сигналды іс жзінде олдану иыншылытарына байланысты аз пайдаланылады.[1]

 

 

Баылау сратары:

  1. Байланыс жйелері
  2. Амплитудалы модуляция
  3. здіксіз модуляция
  4. Жиіліктік модуляция

Тема 8.Модели источника дискретных сообщений. Избыточность. Производительность.

Цель лекции: Изучить модели источника дискретных сообщений

Вопросы:

  1. Модели источника дискретных сообщений
  2. Свойства эргодических последовательностей знаков
  3. Производительность источника дискретных сообщений

 

Модели источника дискретных сообщений. Ранее речь шла о средней неопределенности и среднем количестве информации, приходящимся на одно состояние источника сообщений. Математической моделью множества возможных реализаций источника была дискретная или непрерывная случайная величина.

На практике, однако, нас чаще всего интересует не одно конкретное состояние источника, а дискретные или непрерывные последовательности состояний, реализуемых источником за длительный промежуток времени, например телеграммы, видеосюжеты и т. п. Для описания таких сообщений используются математические модели в виде дискретных и непрерывных случайных процессов.

Для построения модели необходимо знать объем l алфавита знаков ( ), из которых источником формируются сообщения, и вероятности создания им отдельных знаков с учетом возможной взаимосвязи между ними.

При доказательстве основных положений теории информации Шенноном использовалась модель, называемая эргодическим источником сообщений. Предполагается, что создаваемые им сообщения математически можно представить в виде эргодической случайной последовательности. Такая последовательность, как известно, удовлетворяет условиям стационарности и эргодичности. Первое означает, что вероятности отдельных знаков и их сочетаний не зависят от расположения последних по длине сообщения. Из второго следует, что статистические закономерности, полученные при исследовании одного достаточно длинного сообщения с вероятностью, близкой к единице, справедливы для всех сообщений, создаваемых источником. Из статистических характеристик в данном случае нас интересует средняя неопределенность в расчете на один знак последовательности.

Стационарный источник сообщений, выбирающий каждый знак формируемой последовательности независимо от других знаков, всегда является эргодическим. Его также называют источником без памяти.

На практике, однако, чаще встречаются источники, у которых вероятность выбора одного знака сообщения зависит от того, какие знаки были выбраны источником до этого (источники с памятью). Поскольку такая связь, как правило, распространяется на ограниченное число предыдущих знаков, для описания функциони-рования источника целесообразно использовать цепи Маркова.

Цепь Маркова порядка n характеризует последовательность событий, вероятности которых зависят от того, какие n событий предшествовали данному. Эти n конкретных событий определяют состояние источника, в котором он находится при выдаче очередного знака. При объеме алфавита знаков l число R различных состояний источника не превышает . Обозначим эти состояния через , а вероятности выбора в состоянии знака — через . При определении вероятности естественно предположить, что к моменту выдачи источником очередного знака известны все знаки, созданные им ранее, а следовательно, и то, в каком состоянии находится источник.

Если источник находится в состоянии , его частная энтропия H( ) определяется соотношением

Усредняя случайную величину H( ) по всем возможным состояниям q = , получаем энтропию источника сообщений:

где p( ) — вероятность того, что источник сообщений находится в состоянии .

Величина H(Z) характеризует неопределенность, приходящуюся в среднем на один знак, выдаваемый источником сообщений.

Определим энтропию источника сообщений для нескольких частных случаев.

Если статистические связи между знаками полностью отсутствуют, то после выбора источником знака , его состояние не меняется (R = 1). Следовательно, p( )= 1, и для энтропии источника сообщений справедливо выражение:

Когда корреляционные связи наблюдаются только между двумя знаками (простая цепь Маркова), максимальное число различных состояний источника равно объему алфавита. Следовательно, R= l и = , где q = . При этом выражение (4.2) принимает вид

При наличии корреляционной связи между тремя знаками состояния источника определяются двумя предшествующими знаками. Поэтому для произвольного состояния источника , удобно дать обозначение с двумя индексами , где k= и h= .

Тогда

Подставляя эти значения в (4.2), находим

Аналогично можно получить выражения для энтропии источника сообщений и при более протяженной корреляционной связи между знаками.

Пример 4.1. Определить, является ли эргодическим стационарный дискретный источник сообщений, алфавит которого состоит из четырех знаков и , причем безусловные вероятности выбора знаков одинаковы [ ], a условные вероятности заданы табл 4.1.

Таблица 4.1.

Анализ табл. 4.1 показывает, что источник имеет два режима работы. С вероятностью, равной ¾, первым будет выбран один из знаков или и источник начнет формировать последовательность с равновероятным появлением знаков. Если же первым будет выбран знак (вероятность такого случая равна ), то генерируется последовательность, содержащая только знаки .

Усреднение по ансамблю предполагает наличие множества однотипных источников, примерно три четверти из которых будет работать в первом режиме, а остальные — во втором. При этом в соответствии с (4.3) энтропия источника

Среднее по последовательности (времени) вычисляется с использованием конкретной последовательности и поэтому зависит от режима функционирования источника. В первом режиме неопределенность, приходящаяся на один знак достаточно длинной последовательности (энтропия последовательности), равна 1,586 дв. ед., а во втором — нулю.

Поскольку энтропии формируемых последовательностей не совпадают с энтропией источника, он не является эргодическим.

Отметим, однако, что любой стационарный источник сообщений может быть представлен совокупностью нескольких эргодических источников, различающихся режимами работы [22].

Свойства эргодических последовательностей знаков.Характер последовательностей, формируемых реальным источником сообщений, зависит от существующих ограничений на выбор знаков. Они выражаются в том, что вероятности реализации знаков различны и между ними существуют корреляционные связи. Эти ограничения приводят к тому, что вероятности формируемых последовательностей существенно различаются.

Пусть, например, эргодический источник без памяти последовательно выдает знаки в соответствии с вероятностями 0,1; 0,3; 0,6. Тогда в образованной им достаточно длинной последовательности знаков мы ожидаем встретить в среднем на один знак три знака и шесть знаков . Однако при ограниченном числе знаков в последовательности существуют вероятности того, что она будет содержать;

только знаки (либо , либо );

только знаки и один знак или ;

только знаки и один знак или ;

только знаки и один знак или ;

только знаки и два знака или и т. д.

С увеличением числа знаков вероятности появления таких последовательностей уменьшаются.

Фундаментальные свойства длинных последовательностей знаков, создаваемых эргодическим источником сообщений, отражает следующая теорема: как бы ни малы были два числа >0 и >0 при достаточно большом , все последовательности могут быть разбиты на две группы.

Одну группу составляет подавляющее большинство последовательностей, каждая из которых имеет настолько ничтожную вероятность, что даже суммарная вероятность всех таких последовательностей очень мала и при достаточно большом N будет меньше сколь угодно малого числа . Эти последовательности называют нетипичными.

Вторая группа включает типичные последовательности, которые при достаточно большом N отличаются тем, что вероятности их появления практически одинаковы, причем вероятность любой такой последовательности удовлетворяет неравенству

где () — энтропия источника сообщений.

Соотношение (4.5) называют также свойством асимптотической равномерности длинных последовательностей. Рассмотрим его подробнее.

Поскольку при N источник сообщений с вероятностью, сколь угодно близкой к единице, выдает только типичные последовательности, принимаемое во внимание число последовательностей равно 1/р. Неопределенность создания каждой такой последовательности с учетом их равновероятности составляет log(l/p). Тогда величина log(l/p)/N представляет собой неопределенность, приходящуюся в среднем на один знак. Конечно, эта величина практически не должна отличаться от энтропии источника, что и констатируется соотношением (4.5).