Галерея диаграмм связей Введение в принципы коммуникации
Он знакомит с информацией и ее измерением, основными показателями эффективности систем связи, основными понятиями связи, моделями систем связи, моделями цифровых систем связи, классификацией систем связи и методами связи.
Отредактировано в 2024-02-18 11:26:23введение
Информация и ее измерение
информация
Информация – это содержание сообщения
Целью общения является передача информации, содержащейся в сообщении.
Именно неопределенное содержание сообщения представляет собой информацию.
Информативность представляет собой количественное описание этой неопределенности.
мера
в принципе
Метод измерения не зависит от типа сообщения
Независимо от важности сообщения
Количество информации I можно измерить вероятностью P: I = f [P(x)]
Информативность дискретного сообщения x
Средняя информативность дискретных источников статистически независимых М-символов равна
Сообщение, состоящее из m символов, имеет общий объем информации: Itotal=m×H.
Основные показатели эффективности систем связи
эффективность
Скорость передачи элемента кода RB
Количество передаваемых символов в единицу времени
Единица: Бод
РБ=1/ТБ
Скорость передачи информации, руб.
Битов, передаваемых в секунду
Единица: бит/секунда (б/с)
Rb=RB·H(Rb=RB·log2M)
Использование полосы
Скорость передачи на единицу полосы пропускания
надежность
Частота битовых ошибок Pe
Коэффициент ложной веры Pb
Основные понятия общения
информация
является носителем информации
Классификация
Непрерывные сообщения: относятся к сообщениям, статус которых постоянно меняется или не поддается подсчету.
Дискретное сообщение: относится к сообщению, имеющему счетное конечное число состояний.
информация
допустимое содержимое, содержащееся в сообщении
Сигнал
Это носитель передачи сообщений
Классификация
Аналоговый сигнал: значение параметра сигнала сообщения полезной нагрузки является непрерывным.
Цифровой сигнал: параметры сигнала сообщения полезной нагрузки имеют только ограниченное количество значений.
Отношения между тремя
Сообщение — это физическое проявление информации, а информация — это коннотация сообщения. Сигнал — это носитель сообщения.
Модель системы связи
Общая модель
1. Источник информации. Функция источника информации (называемого источником информации) заключается в преобразовании различных сообщений в исходные электрические сигналы. По типу сообщения различные источники можно разделить на аналоговые и цифровые. Аналоговые источники выдают непрерывные аналоговые сигналы, такие как микрофоны (звук → аудиосигнал), камеры (цифровые источники изображения выдают дискретные цифровые сигналы, такие как телексы (сигналы символов и цифр клавиатуры), компьютеры и т. д. Различные цифровые сигналы); терминалы. Кроме того, сигнал, отправленный аналоговым источником, также может быть отправлен в виде цифрового сигнала после оцифровки. 2. Передающее оборудование: функция передающего оборудования заключается в генерации сигналов, подходящих для передачи в канале, чтобы характеристики передаваемого сигнала были одинаковыми. сигнал соответствует характеристикам канала, устойчив к помехам канала и имеет достаточную мощность для удовлетворения потребностей передачи на большие расстояния. Таким образом, передающее оборудование охватывает большой объем контента, который может включать в себя преобразование, усиление, фильтрацию, кодирование, модуляцию и другие процессы. В системах мультиплексной передачи в состав передающего оборудования также входят мультиплексоры. 3. Канал. Канал — это физическая среда, используемая для передачи сигналов от передающего устройства к принимающей стороне. В беспроводных каналах каналом может быть свободное пространство; в проводных каналах — открытые провода, кабели и оптические волокна. Как проводные, так и беспроводные каналы имеют несколько физических сред. Канал не только обеспечивает путь для сигнала, но также создает различные помехи и шумы для сигнала. Собственные характеристики канала, а также вносимые помехи и шум напрямую связаны с качеством связи. 4. Приемное оборудование. Функция приемного оборудования заключается в усилении и обратном преобразовании сигнала (например, декодировании, демодуляции и т. д.). Его цель — правильно восстановить исходный электрический сигнал из поврежденного полученного сигнала. Для мультиплексированных сигналов приемное оборудование также включает в себя функцию демультиплексирования и достижения правильного демультиплексирования. Кроме того, оно должно минимизировать влияние шума и помех в процессе передачи. 5. Назначение информации. Назначение информации — это место назначения для передачи сообщений. Его функция противоположна функции источника информации, то есть он восстанавливает исходный электрический сигнал в соответствующее сообщение, например, в динамик и т. д.
Модель аналоговой системы связи
Аналоговое сообщение → Исходный электрический сигнал (модульный сигнал) Модулированный сигнал (полосовой сигнал)
Модель системы цифровой связи
1. Исходное кодирование и декодирование. Исходное кодирование имеет две основные функции: одна — повысить эффективность передачи информации, то есть уменьшить количество символов с помощью некоторой технологии кодирования со сжатием для снижения скорости передачи символов. Второй — завершить аналого-цифровое (АЦП) преобразование, то есть, когда источник информации выдает аналоговый сигнал, кодер источника преобразует его в цифровой сигнал для достижения цифровой передачи аналогового сигнала. Декодирование источника — это процесс, обратный кодированию источника. 2. Кодирование и декодирование канала. Функция кодирования канала (кодирование канала) заключается в устранении ошибок. На цифровые сигналы влияют шумы и другие ошибки во время передачи. Для уменьшения ошибок канальный кодер добавляет к передаваемым информационным символам компоненты защиты (символы контроля) по определенным правилам для формирования так называемого «антиинтерференционного кодирования». Декодер канала на приемной стороне декодирует согласно соответствующим обратным правилам для обнаружения или исправления ошибок и повышения надежности системы связи. 3. Шифрование и дешифрование. Когда требуется конфиденциальная связь, для обеспечения безопасности передаваемой информации передаваемая цифровая последовательность искусственно шифруется, то есть добавляется пароль. Этот процесс называется шифрованием. Принимающая сторона использует обратный процесс передающей стороны для расшифровки полученной цифровой последовательности и восстановления исходной информации. 4. Цифровая модуляция и демодуляция. Цифровая модуляция перемещает спектр цифрового модулирующего сигнала в область высоких частот для формирования полосового сигнала, подходящего для передачи в канале. Основные методы цифровой модуляции включают амплитудную манипуляцию (ASK), частотную манипуляцию (FSK), абсолютную фазовую манипуляцию (PSK) и относительную (дифференциальную) фазовую манипуляцию (DPSK). На приемной стороне для восстановления цифрового модулирующего сигнала можно использовать когерентную демодуляцию или некогерентную демодуляцию. Модуляция: размещение информации на несущей. Демодуляция: выгрузка информации из модулированного сигнала. 5. Синхронизация: синхронизация (синхронизация) предназначена для поддержания согласованности сигналов на передающей и принимающей сторонах во времени, а также для обеспечения упорядоченности и точности цифровой системы связи. и надежность Предпосылки для работы. В соответствии с различными функциями синхронизации она делится на синхронизацию несущей, битовую синхронизацию, групповую (кадровую) синхронизацию и сетевую синхронизацию.
Функции
преимущество
Сильная защита от помех и отсутствие накопления шума
Контролируемые ошибки передачи
Для обработки, преобразования и хранения цифровой информации удобно использовать современные технологии цифровой обработки сигналов.
Простота интеграции, миниатюризация и уменьшение веса коммуникационного оборудования.
Легко шифровать и сохранять конфиденциальность
недостаток
Может потребоваться большая полоса пропускания передачи
Высокие требования к синхронизации
Классификация систем связи и методы связи
Классификация
Классификация по коммуникационному бизнесу
Телефон, передача данных, изображение и т. д.
Классифицируется по методу повторного использования
мультиплексирование с временным разделением
мультиплексирование с частотным разделением
мультиплексирование с кодовым разделением
Классификация по характеристикам каналов
Аналоговая связь
Цифровые коммуникации
Классифицируется по средствам передачи
проводная связь
Беспроводная связь
Классифицируется по методу передачи
передача основной полосы частот
полосовая передача
Классифицировано по рабочей группе
длинная волна
средняя волна
коротковолновый
микроволновая печь
инфракрасный
Лазерная связь и т.д.
способ общения
Разделено по направлению передачи и времени
симплекс
Сообщения могут передаваться только в одном направлении
полудуплекс
Это относится к методу работы, при котором обе общающиеся стороны могут отправлять и получать сообщения, но не могут отправлять и получать сообщения одновременно.
дуплекс
Это относится к методу работы, при котором обе общающиеся стороны могут отправлять и получать сообщения одновременно.
Разделяется по времени передачи цифровых символов.
Параллельный вход
Он заключается в передаче последовательности цифровых символов, представляющих информацию группами, по двум или более параллельным каналам одновременно.
преимущество
Экономьте время на перевод, быстро
недостаток
Требуется N линий связи, а стоимость высока
приложение
Обычно используется только для связи между устройствами на небольшом расстоянии.
последовательный вход
Это передача последовательности цифровых символов по каналу последовательным образом, один символ за другим.
преимущество
Требуется только один канал связи, а стоимость прокладки необходимых линий невелика.
недостаток
Скорость низкая, и необходимы дополнительные меры синхронизации для решения проблемы синхронизации групп кодов или символов между принимающей и передающей сторонами.
приложение
Обычно используется для цифровой передачи на большие расстояния.