Информационные характеристики систем связи

Здесь рассматриваются системы связи, содержащие один канал связи, под которым понимается линейный тракт 1 или 2 (рис. 6-59), и дополнительные устройства, подключаемые на выходе и входе канала с целью преобразования сообщений, кодирования, модуляции, демодуляции и декодирования сигналов, а также для уплотнения канала (обслуживания нескольких источников информации). При использовании аппаратуры уплотнения система связи может иметь несколько входов и выходов (по числу источников информации).

Основными информационными характеристиками систем связи являются: скорость передачи информации , пропускная способность С_с и эффективность η _с. Значения  и С_с определяются аналогично как и для каналов связи (§ 6-12).

Обозначим v - совокупность сообщений (всех обслуживаемых источников), передаваемых системой связи, и v * - совокупность оценок этих сообщений, выдаваемых системой; тогда

 =  (V, V *).                  (6-316)

Скорость передачи информации по системе (как и по каналу) зависит не только от свойств самой системы, но и от статистики сообщений, поступающих на ее вход.

Максимально возможное значение скорости  по всем возможным статистикам сообщений называется п р о п у с к н о й с п о с о б н о с т ь ю с и с т е м ы с в я з и:

 (V, V *).          (6-317)

Пропускная способность системы связи всегда меньше (или в крайнем случае равна) пропускной способности канала связи, входящего в состав системы.

Отношение скорости передачи  к пропускной способности канала С называют к о э ф ф и ц и е н т о м и с п о л ь з о в а н и я к а н а л а (информационный к.п.д. канала):

                          (6-318)

Отношение пропускной способности системы к пропускной способности канала называют э ф ф е к т и в н о с т ь ю с и с т е м ы

                         (6-319)

Повышение эффективности системы позволяет увеличить количество информации, передаваемой по тому же каналу, или пользоваться более дешевым каналом для передачи той же информации. Из определений следует, что η _и ≤ η _с ≤ 1.

Вычисление пропускной способности системы в общем случае оказывается нелегкой задачей из-за необходимости учета методов кодирования, модуляции и обработки сигналов. В тех случаях, когда необходимо оценить эффективность различных методов модуляции, рассматривают наиболее простую систему связи (рис. 6-59), состоящую из линейного канала связи (тракт 1) модулятора и демодулятора. Поскольку шум на выходе демодулятора в общем случае не является гауссовским шумом с равномерным спектром, то при расчете пропускной способности такой системы следует воспользоваться приближенной формулой (6-310)

,                      (6-320)

где Δ f _с - ширина полосы пропускания фильтра на выходе демодулятора (детектора) системы;  - отношение средней мощности сигнала к энтропийной мощности шума на выходе демодулятора.

Подставляя (6-320) в (6-319) и учитывая (6-307), получаем:

,                 (6-321)

где Δ f - ширина полосы пропускания канала, равная обычно ширине спектра модулированного сигнала; Р_с / Р_п - отношение мощности сигнал/шум на входе приемника (выходе канала).

Отметим, что при расчетах обычно вместо энтропийной мощности шума пользуются его средней мощностью. При больших отношениях сигнал/шум на выходе демодулятора такая замена не приводит к значительным ошибкам.

Расчеты по (6-321) показывают, что эффективность наиболее распространенных методов модуляции (амплитудной, частотной и фазовой) составляет 0,2-0,5.