Байланыс арнасы мен хабар көздерінің статистикалық қасиеттерін келістіру

Уақыт бірлігінде арна бойынша берілетін ақпараттардың орта- ша саны ақпараттар беру жылдамдығы болып түсіндіріледі. Атап айтқанда, символдарды қалыптастыру жылдамдығы (техникалық емес) арнаның өткізу қабілетімен келісуге жатады. Ақпараттар беру жылдамдығы жүйенің тиімділігін сипаттайды.

Егер хабарларды беру жүйесіне ақпараттарды беру жылдамдығы мен дұрыстығына қатысты жоғары талаптар қойылмайтын болса, онда хабарлар көзі мен байланыс арнасының статистикалық сипат- тамасымен келісу, негізінде қажет болып саналмайды.

Хабарларды дабылдарға түрлендіру кезегіндегі бұл жағдайда екі негізгі мақсаттар көзделуі мүмкін. Олардың бірі - оның ақпараттық құрылғыларды аппараттық жүзеге асыруының қарапайымдылығы мен сенімділігін жəне олардың тиімділігін қамтамасыз ететіндей символдардың (код) осындай жүйесіне хабарды түрлендіру: қолайлы уақытта оларды беру кезінде жекелеген символдарға сəйкес келетін қарапайым дабылдарды ажырату аппаратурасының қарапайымдылығын, осы жүйеде арифметикалық жəне логикалық амалдарды орындаудың қарапайымдылығын қамтамасыз ету бо- лып табылады. Үздіксіз кіру дабылы кезінде осындай ең қарапайым түрде кодтау үдерісін техникалық іске асыру ұқсастық-цифрлық түрлендіргішпен жүзеге асырылады.

Оларды рұқсат етілмеген кірулерден қорғау хабарлар- ды түрлендірудің тағы бір мақсаты болып саналады. Осындай түрлендіру шифрлау деп аталады. Ол таңбалар деңгейінде, сол сияқты символдар деңгейінде жүргізілуі мүмкін.

Хабарларкөзінбайланысарнасыменстатистикалықкелісімдерінің қажеттілігі жоқ болған жағдайда жүйелер атқарымының сапасын арттыру мəселелері дискреттік арна үшін модулятордың кіруінен демодулятордың шығуына дейін шешіледі.

Модуляторға кіретін символдар тең ықтималдықта келіп түседі жəне олардың арасында статистикалық байланыстар жоқ. Жиіліктер жолағы мен қуаттары бойынша берілген шектеулері қанағаттандыратын дабылдар жиынынан оған əсер ететін аддитивті гаусс шуылы əрбір жекелеген символды қабылдаудың ең көп сенімділігін қамтамасыз етеді. Сонымен, бірмезгілде оңтайлы қабылдау құрылымы анықталады. Осы мəселелер екілік арна (m = 2) жағдайы үшін неғұрлым толығырақ қарастырылған.

Шеннон көрсеткендей, ақпараттар беру жүйесінің тиімділігі мен кедергіге төзімділігін арттыру байланыс арнасына кодтайтын, демек декодтайтын құрылғыны енгізу есебінен мүмкін болады жəне ха- барлар көзі мен байланыс арнасының қасиеттерімен статистикалық келісу оның мақсаты болып саналады.

Оның дəлелдеген теоремалары бойынша, аталған байланыс арнасының өткізу қабілетіне қанша болмасын жақын келетін ақпараттар беру жылдамдығына қол жеткізілетін кодтаудың оңтайлы тəсілінің қолданылуы негізделген. «Модулятор-демодулятор» ар- насы бөліктеріндегі операцияларды қоса алғанда хабарлардағы кедергілермен арна қоспаларын кері түрлендіру мен дабылдардағы хабарларды түрлендіру бойынша операциялардың жиынтығы бұл ретте кодтау болып түсіндіріледі.

Операциялардың тиісті жиынтығын, демек оңтайлы байла- ныс жүйелерінің құрылымын анықтауға арналардың модельдерін айтарлықтай оңайлататын бірқатар мүмкіндіктерді жасаған кезде де қол жеткізілген жоқ. Есептерді оңайлату үшін «модулятор-де- модулятор» арнасының оңтайлы жобаланған бөліктері жағдайлары кезінде ең жақсы кодты табу жолымен бөліктері бойынша жүйелерді оңтайландыруға көшеді.

Сондай-ақ, хабарлар көзінің статистикалық қасиеттерімен шарттасылған кодтау рəсімдерін жəне байланыс арнасының статистикалық қасиеттеріне қатысты кодтау рəсімдерін бөлудің дұрыс болатындығы анықталды. Осындай бөлу түрлендіру үдерістерінің мəнін жақсырақ түсінуге оң ықпал етеді. Тəжірибелік тұрғыдан ол, негізгі екі тəуелсіз блоктарды кодтайтын, сол сияқты декодтайтын құрылғыларды: дерек көзінің кодері мен дерек көзінің декодері жəне арнаның кодері мен арнаның декодері жүзеге асыруға мүмкіндік беретіндігімен құнды болып саналады. Дискреттік хабар- ларды беру жүйелерінің нақтыланған құрылымдық сұлбасы 49-су- ретте көрсетілген.

Енді, хабарлардың əртүрлі көздері мен байланыс арналарының статистикалық келісуінің ерекшеліктерін қарастырамыз.

Көзден келіп түсетін дискретті хабарлар, артық хабарға ие бо- лады, ал арнада кедергілердің зиянды əсерін елемеуге болады деп жорамалдап көрелік жəне бұл бірліктен айтарлықтай артып кететін дабыл кедергі қатынастары кезінде шындыққа жақын келетін бола- ды. Бұл жағдайда, кедергіге төзімділікті қамтамасыз ету проблема- сын ескерудің қажеттілігі жоқ жəне тиімділікті арттыру есебі сол күйінде қалады.

Кедергілерсіз дискреттік арна үшін кодтау туралы Шеннонның негізгі теоремасында, хабарларды статистикалық тəуелсіз жəне тең ықтималды символдарға түрлендіру арқылы ақпараттарды беру жылдамдығын осы арнаның өткізу қабілеттеріне дейін арттыруға болады.