Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 139
Текст из файла (страница 139)
На второй показан компромисс между Е/(т' и Е~УИ, при неявном изображении поведения Рв. Кроме того, в этой главе описаны типичные шаги, которые предпринимаются при удовлетворении требований к полосе пропускания, мощности и вероятности появления ошибок в системе цифровой связи. ° Здесь также рассматриваются некоторые ограничения, которые делают невозможным неограниченное повышение производительности. Согласно критерию Найквиста, полосу пропускания нельзя сужать бесконечно.
Существует теоретический предел; для передачи /1, символов/с без межсимвольной интерференции нужно задействовать, как минимум, Е,/2 Гц полосы пропускания. Теорема Шеннона-Хартли связана с компро- В11 9.11. Резюме м. миссом между мощностью и полосой пропускания, а тшске определяет другое важное ограничение — предел Шеннона. Предел Шеннона, равный-1,6дБ, — это минимальное теоретически возможное значение Е,(Нт которое (совместно с канальным кодированием) необходимо для получения сколь угодно низкой вероятности возникновения ошибки в канале АЧЧбХ. Более общим ограничением является значение пропускной способности канала, превышение которой автоматически запрешает безошибочную передачу сигналов. В этой главе также изучены некоторые схемы модуляции с эффективным использованием полосы пропускания, такие как манипуляция с минимальным сдвигом (пппппшп зйй Кеу!пц — МБК), квадратурная амплитудная модуляция (г?пай!а!иге шпр!Кш!е тойи!аг!оп — ? ?АМ) и решетчатое кодирование.
Последний метод позволяет достичь эффективного кодирования без потерь в полосе пропускания. Литература 1. !ЕЕЕ Ретапа! Саттигдгадапз. Врес!а? 1еше оп Войвше Кайо, чо1. 6, п. 4, Аивии, 1999. 2. Хулши Н. Сепо?п Тар!с аа Те?авгарь Тгапгтизюа 7леагу. Тгаги. А?ЕЕ, чс1. 47, Арп!, !928, рр. 617-644. 3. ВЬаипсп С. Е. А Магдетадга! 7?георгу и)' Саттип(стал.
ВВТ1, чоь 27, 1948, рр. 379-423, 623-657. 4. 8Ьаппоп С. Е. Саттитсадап гл Ые Ртзепсе а)'№?ге. Ргсс. 1КЕ, чо?. 37, п. 1, ?аииагу, 1949, рр. 10-21. 5. Вейгоз!ап Е. 5ресгшт Сапгегчадап Ьу ЕЯзс(еп! Сьаппе! Сг(??галоп. Капй Согр., Кероп тЧХ-9275- АКРА, Сои!гас! ОАНС-15 — 73-С-0181, Валга Мип!са, Са1Кигша, ОсгоЬег, 1975. 6. Ь?пветЬоесь б. Тгг!?В-Сидай Маг?и?аг(ап в??Ь лег?ипйапг 5(8ла! 5еж Рагг 1 апй Рап И. 1ЕЕЕ Сотишсаг?опа Маваг?пе, чо1. 25, Ревгиагу, !987„рр.
5 — 2!. 7. Нойвеа М. К. 1.. ТЬге С5М Клита (лгегуасе. Впг?чв Те!есот ТесЬ. 1., чс1. 8, и. 1, 1апиагу, !990, рр. 31-43. 8. Апйепоп?. В. апй ВипйЬегв С-Е. чу. Аг?чапае! гл Сапжап! Епче?аре Сидай Майи?адап. 1ЕЕЕ Со!пиши., Мав., чс1. 29, п. 12, Оесетьег, 1991, рр. 36 — 45. 9. С!ать б. С. 1г. апй Саш 1. В.
Епиг Сапчглап Саг??лл)аг 1?!8?га! Саттитгапапк Р?еишп Ргет, Хев Уогй !981. 10. Ыпйзеу Чг. С. апй бдтоп М. К. Те?асаттил?гагат 5уггепи Елл?пеаппл. Ргеибсе-На11, Епв!вссй С!!Йк Х1, 1973. 11. 8?йаг В. 7)г)!л(л8, Стйп?пл, апй Еча?иаг(лл Вй?га! Саттил?гадал 5ужетг. 1ЕЕЕ Сопппип. Мав., чо!. 31, п. 11, ХочетЬег, 1993, рр. 92-101. 12. Коти 1. ???8?га! Саттил?саг?алг. Чап Хсзггапй Ке!пЬо!й Со., Хев уогК 1985. 13. Ч!гегЬ! А. 1.
Рппс?у?ег ау' СаИетпг Саттишгалалк Мсбгав-Н!1! Всс8 Со., Хев Уогц 1966. 14. 1.!и К апй Синело О. 1., ?п Еггаг Салгт! Сайп?р Рилг?атал!а! алг? Аур?валапг. Ртиг!се-Най, Еи81вов! С1!!В, Х1, !983. 15. Ойепва1йег?. Р. Бтог Сап!та! Сагдпл Напйьаа?г. Ь!пваЫг Согрогайои, Вап О!ево, Са?!(от!а, 1и!у, !5, 1976. !6. Рсгпеу б. О., ?г., ег. а!.
7?ге К34 НМЬ-5раей МаИет 5?апдаЫ. 1ЕЕЕ Соттипгсагюш Маваг?пе. ОесетЬег, 1996. 17. Разирагйу К М?ттит Яи)? Кеу?пх: А 5реггшйу ЕЯг?епг Майи!аг(ап. 1ЕЕЕ Соттип. Мав., ?и!у, 1979, рр.14-22. 18. бгопегпеуег 5. А. апй МсВпйе А. 1.. М5К алг? (шге! ЦР5К Мали?аг?ап. 1ЕЕЕ Ттпк Соттип., чи1. СОМ-24, Аивит, 1976, рр. 809-820.
19. 5ииои М. К. А Сепегадгапал а) М?п?тит 5Ыя Кеугпд (М5К) Туре 5?8ла!?л8 Витей Июп 1лриг Вага 5утЬа! Ри?ге 5Ьар?л8. 1ЕЕЕ Тгапк Сстпшп., чо?. СОМ-24, Аивия, 1976, рр. 845-857. 20. Ье?Ь Н. апй Рширагву 8. !плегга! Еггаг Салли! Ртратег а( Майтит 5ЬгЯ Кгугпл. 1ЕЕЕ Согиишпгса!шы Мав., чо!. 31, и. 1, 1аииагу, !993, рр. 52-6!. н12 Глава 9. Компоомиссы при использовании модуляции н кодирования 21. Еогиеу О.
О. Хг. ег. а1. Е/Т(с(ел( Моди(айал /ог Валдйтйед С(галлеЬ. 1ЕЕЕ Х. Бе!есоХ Агеаа ги Сопмиии., чо!. БАС-2, и. 5, Бергевбег, !984, рр. 632-647. 22. ТЬотаз С. М., %с!г(иег М. У. аид Омпаш Б. Н. ()|8йа! Атрй(иде-Рбазе Ееу|лй лй(г М а(у А(рйабе(з, 1ЕЕЕ Тгапз. Совпши., чо1. СОМ-22, п. 2, Есбшагу, 1974, рр. 168-180.
23. Г.мсЬу К. %. апд Наисос(с Х. С. Ол Иге Орйтит Рег/аплалсе о/У-а(у 5уз(етз Наедай Тио ((ейтт а/Ргеедот. ГКЕ Тгаиа, оп Сопмпми. Буз., чо(. СБ-10, Хмис, 1962, рр. 185-192. 24. Сатрор!апо С. Ы. апй О1агег В. О, А Сабегел( 0|ХИ(а! Атрй(иде алд Р(газе Майг(айол 5сйете. 1КЕ Тгапт оп Соиииии. Буз., чо!. СБ-10, Хмис, 1962, рр. 90-95. 25. СаЬи С. К. СотЫлед Х(!р~а( Рааге алд Атрй(иде Моди(айол Саттилтайол 5утетз. 1КЕ Тшги, оп Совпшп. ТссЬ., БергевЬег, 1960. 26. ЕозсХВш О. Е аий ОЬ!!и К, О.
Орйт|сайол о/ Тч(а Р|телз|ала! 5|8ла! Солиейа(юлз |л йе Ртзелсе о/ Сааза(ал На(зе. 1ЕЕЕ Тшии Соввми., чо(. СОМ-22, и. 1, !мима(у, 1974, рр. 23-38. 27. 9уе!г! О. К, аид ХЬои8 Б. 1.. Х(|ййа! ТгалзтЬзюл Мй Сабита( Раис-ХЬтелг(ала( Мог(и(айол. ГЕЕЕ Тгаиз.
!пГопп. ТЬеогу, чо!. 1Т-20, и. 4, Хм!у, 1974, рр. 497-502. 28. ОегзЬо А. аид Хазчгеисе Ч. В. МиЫйтелиала( 5(8па( Солз(ейайалз/ог (го|се-Ьалд Ва(а Ттлзлия(ал. 1ЕЕЕ Х. Бе!се!ей Агет ги Соимими., чо!. БАС-2, п. 5, Бергеийег, 1984, рр. 687-702. 29. Тсиейзе(8 1.. Н. аий Вгаийзггов Н. Садт /аг СотЫлед Рбит алд Атрйьде Моди!а(ед 5|апаЬ т а Раис-Ю(теле(ала! 5расе. 1ЕЕЕ Тгапз.
Совиши., чо!. СОМ-25, и. 9, БергевЬег, 1977, рр. 943-950. 30. %!!си Б. О., Яссрег Н. А. аид Бг!иаГЬ Ы. К. Раис-Х(|тел!(Ьла( Моди!ыюл алд Сойлй: Ал АИеглагпе (о Ргедиелсу Пемзе. ХЕЕЕ 1984 Гиг*!. Сопмпми. СопГ., рр. 919 — 923. 31. !Хиаегбоес1с О. Сбалле( Сойлр ичй Ми((Нече(/Рйазе 5|8лаЬ. 1ЕЕЕ Тшиз. 1пГоии. ТЬсогу, чо1. 1Т- 28, !алмазу, 1982, рр.
55-67. 32. Еогпеу О. О. 7Ъе Кетй АЬап(бт. Рпктзйиуз оГ0(е 1ЕЕЕ, чо1. 61, и. З„МтсЬ,!978, рр. 268-278. 33. О!чза(аг О., Япюи М. К. аий 'г'меи Х. Н. ТгеИЬ Сойлй пйй Азутте(пс МиЬ(опали 1ЕЕЕ Тгапз. Сопмимп., чо!. СОМ-35, и. 2, Есбшагу, 1987. 34. %е! Х.-К Па(апалайу Хлчайал( Сойма!и(юла! Сйалле! Сойлй тй Егралдед 5|йла! Брасе — Рапз ! алд ХЕ 1ЕЕЕ Х. Бе!. Атем Сопмпии., чо!. БАС-2, по. 5, БергсвЬег, !984, рр. 659-686. 35. ТЬараг Н. К. Пей-Т(те Арр(кидал а/ Тггйи Сад|ой т НЬйзреед Ка|себалд Юа(а Ттлзт|зз|ол.
1ЕЕЕ Х Бе!. Агсаз Сопмпми., чо1. БАС-2, и. 5, БергсвЬег, 1984, рр. 648-658. 36. %е! Х.-Е, ТтПЬ-Сайед Моди(айал тй Ми(ййтелзюла! Солыейайолг. 1ЕЕЕ Тшиз. 1и(агап!!ои ТЬеогу, чо!. 1Т-ЗЗ, и. 4, Хн1у, 1987, рр. 483-501. 37. Тгеиег Б. А. Ал Е(86(-()|теле(ола( 64-5(аге ТгеПЬ соде /ггг Тгалзтгл(лй 4 В|ь Рег 2-(З 5утба!..
1ЕЕЕ Х, оп Бе1. Агеаз оГ Соввип., чо!. 7, п. 9, ОссевЬег, !989, рр. 1392-1395. 38. Каго Б., Мои2смв М. аий КмЬога Б. Хтр|етел(айол о/ Сайед Модели. 1ЕЕЕ Сотвип!саиопз Маааг!пе, чо1. 29, и. 12, ОесевЬег, !991, рр. 88-97. 39. Брест! Ьте ол СогЬд Моди|идол. 1ЕЕЕ Сопмимпкаг!оп Маааа|пе, чо1, 29, п. 12, ОесевЬег, 1991. 40. В(81!еи| Е., сг. а1.
(л(гадис(юл (о Тге((Ь-Сайед Моди|айса тй Аррйса(т. МасМ!!!аи, Ыев г'огЬ, ЫУ, 1991. 41. ЕбЬамег К РеЯиталсе о/ !тес!еачед Тге(йз-Соде ()Яегелйа( 8-Р5К Моди(айол очаг Райлй Сйалле(з. !ЕЕЕ Х. ои Бе1есгей Агеаз !и Сопмимп., чо1. 7, п. 9, ОесевЬег, !989, рр. 1340-1346. 42. К!во(д! В. Юез|йл о/ Сайед СРР5К Моди(айал 5уыетз/ог Ват(лМй алд Еле|8у Е/Т(с(елсу. 1ЕЕЕ ТшпзасВоиз оп Соввмшсаг!сиз, чо!.
37, и. 9, БсргегпЬег, 1989, рр. 897 — 905. 43. З(ЬсгЬ! А. Х., е!. а!. А Ргайтайс Арргоасй (о ТгеИЬ-Сайед Моди!аиол. 1ЕЕЕ Соимпшисайопз Маааг!ие, чо1. 27, п. 7, Хм!у, 1989, рр. 11-19. 44. О|чьа!аг О. аиб Япюи М. К. 7Ъе Х(ез(8л о/ ТгеИЬ Сайед МРЗК/аг Райлй СйаллеЬ( Рейбплалсе Сп(епа. 1ЕЕЕ Тгаот ои Солил., чо1. 36, п. 9, БсргевЬсг, 1988, рр.
! 004 — 10! 2. 45. ОЫяйаг О. аид Бйпои М. К. Тбе Х(ез(8л а/ Тгейи Сайед МР5К /аг Райлй С(галле(з: 5е( Рагййашлй /аг Орйтит Саде Вещи. 1ЕЕЕ Тгаж. оп Сопми., чо!. 36, и. 9, БергевЬег, 1988, рр. 1013-1021. 46. О!чза1аг О. аид Явоп М. К. Ми(йр(е Тгейи Сайед Моди(айол (МТСМ). 1ЕЕЕ Тшпз. ои Сопмпии., чо1. 36, и. 4, Ари!, 1988, рр.
410-419. 9.11. Резюме Задачи 9.6. 9.8. 9.9. 614 9.1, 9.2. 9.3. 9.4. 9.5. Рассмотрим телефонный канал связи с полосой пропускания 3 кГц. Пусть данный канал можно смоделировать как канал АЬУО)ч. а) Чему равна пропускная способность такой схемы, если БХК равно 30 дБ? б) Какое минимальное значение БХК требуется для получения скорости передачи ланных 4800 бит/с? в) Повторить расчеты п. б для скорости передачи информации 19 200 бит/с. Рассмотрим передачу по телефонному каналу потока данных со скоростью 100 Кбит/с (при полосе пропускания 3 кГц). Можно ли получить безошибочную передачу при БЫК, равном 1О дБ? Ответ обоснуйте. Если зто невозможно, предложите модификацию системы, которая бы зто позволила.
Рассмотрим источник, который производит шесть сообщений с вероятностями 1/2, 1/4, !/8, 1/16, !/32 н 1/32. Определите среднее информационное содержание сообщения (в битах). Данный исходный алфавит состоит из 300 слов, нз которых 15 появляются с вероятностью 0,06 кюкдое, а остальные 285 слов — с вероятностью 0,00035 каждое. Если в секунду передается 1000 слов, то какова средняя скорость передачи информации? а) Найдите среднюю пропускную способность (в битах за секунду), которая требуется для перелачи черно-белого телевизионного сигнала выожого разрешения со скоростью 32 кадра в секунду, если ка:кдый кадр состоит из 2 х 10~ элементов изобрюкения и 16 градаций уровня яркости.
Все элементы изображения считаются независимыми, и все уровни яркости появляются с одинаковой вероятностью. б) Для цветного телевидения в описанной выше системе дополнительно вводится 64 оттенка цвета. Какая дополнительная пропускная способность потребуется в цветной системе по сравнению с черно-белой? в) Определите требуемую пропускную способность, если !00 возможных комбинаций цвета и яркости появляются с вероятностью 0,003 каждая, 300 комбинаций — с вероятностью 0,001 и 624 комбинации — с вероятностью 0,00064. Докажите, что энтропия максимальна, когда все выходы источника имеют равную вероятность.