Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Показники якості передачі даних і вимоги до системи передачі даних
Цель передачи данных заключается в обеспечении элементов АСУ информацией, необходимой для их нормального функционирования. Поэтому развитие теории систем передачи данных базируеться на методах теории информации. Исследование принципов построения и функционирования систем передачи данных направлено на решение двух основных проблем: достоверности и эффективности. Проблема достоверности состоит в определении путей достижения максимального соответствия принятых сообщении переданным при наличии помех в системе. Проблема же эффективности заключается в определении путей, обес печивающих передачу наибольшего количества информации наиболее экономичным способом. Процесс передачи информации по своей сути является вероятностным. Действительно, заранее не известно, какое конкретно сообщение будет получено (в противном случае его передача была бы просто не нужна). Поэтому при математическом описании процесса передачи используются вероятностные методы. Эти же методы используются для оценки качества передачи данных. Например, меру достоверности, то есть меру соответствия принятых сообщений переданным, можно ввести следующим образом. Несоответствие между принятыми и переданными сообщениями обусловлено при технически исправной системе прежде всего наличием помех в канале связи. Результатом воздействия помех будет появление ошибок в принятом сообщении. Среднее относительное количество ошибок определяется вероятностью появления ошибок . Поэтому вероятность является объективной мерой помехоустойчивости и может быть использована для оценки достоверности передачи данных. В инженерной практике оценку достоверности выполняют на основе частости ошибок , где — число ошибочно принятых элементов сообщения; N — общее число принятых элементов. При ограниченном времени передачи сообщения частость является случайной величиной. Однако при , то есть при большом времени работы системы, статистические характеристики частости приобретают устойчивость и она может быть использована для оценки достоверности передачи данных. Исследования эффективности систем передачи данных связаны с изучением их характеристик с точки зрения оценки количества информации, поступающего от источника к потребителю. С этой целью вводят количественную меру информации. Единицей ее измерения считается такое количество информации, которое необходимо для однозначного выбора одного из двух равновероятных независимых событий. Для размещения единицы количества информации достаточно одного двоичного разряда. Поэтому она называется битом (от английского названия двоичной единицы binary digit ). Определение количества информации, содержащегося в сообщении, в общем случае весьма сложно. Это связано с неравновероятностью элементов сообщения, наличием дополнительных служебных (неинформационных) разрядов, воздействием на сообщение помех и т. д. Однако, если количество информации определено, можно ввести другие количественные характеристики системы передачи данных и на их основе провести исследование путей повышения эффективности связи. Одной из основных характеристик является скорость передачи информации , то есть среднее количество информации, передаваемое за единицу времени. Скорость зависит от статистических характеристик источника, принятого метода кодирования, физических свойств канала связи, влияния помех. Если обозначить количество информации, содержащееся в последовательности принятых сообщений о последовательности на входе через то скорость передачи информации определится по формуле
,
где Т — интервал передачи информации. Естественно, возникает вопрос о максимально возможной скорости передачи информации для данного канала. Для этого вводится понятие пропускной способности канала. Она определяется как наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по каналу за единицу времени. Так как по каналу осуществляется передача сигналов, соответствующих сообщению, определение пропускной способности П может быть сведено к определению максимально допустимой для канала скорости манипуляции Вт: П= Вт. Скорость манипуляции В определяется как количество элементарных сигналов, формируемых модулятором в единицу времени. Представление 1 и 0 элементарными сигналами при использовании разных видов манипуляции (амплитудной, частотной, фазовой) приводит к различной ширине спектров сигналов. Поэтому пропускная способность канала зависит от вида манипуляции и полосы пропускания канала ∆ Fк Упомянутые характеристики используются в теории передачи сообщений, составляющей теоретическую основу построения систем передачи данных. Для определения качества конкретной системы в инженерной практике применяются технические характеристики. К ним относится скорость манипуляции В, которая связана с длительностью такта т. Единицей измерения ее принят Бод— скорость, соответствующая одному единичному такту в секунду. Скорость манипуляции не учитывает информационных характеристик сообщения и поэтому может быть названа технической скоростью передачи кодограмм:
.
Для оценки пропускной способности конкретного канала можно использовать количество информационных элементов, содержащихся в кодограмме,
,
где — время передачи кодограммы. Таким образом, пропускная способность каналов связи , как правило, меньше технической скорости передачи .
|