Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Сигналы. Описание и характеристики

Приведем  общее определение телекоммуникационной системыирассмотрим ее особенности.

ТКС в современном представлении – набор определенных технических средств и алгоритмов их функционирования, предназначенный для транспортировки данных от источника информации к получателю по требованию получателя.

Системное, определяющее свойство системы состоит в способности целенаправленно перестраивать свою топологию применительно  к ситуации для достижения некоторого функционала, определяющего деятельность системы – эффективности.

 Особенности ТКС:
-  системы гетерогенны  - состоят из весьма разнообразных компонентов (спутников, радиостанций, коммутаторов, компьютеров и т. д.);
-  пространственно распределены;
-  дискретно – непрерывны;
-  многосвязные: частично иерархические, частично сотовые или многосвязные;
-  наличие большого числа степеней свободы;
- “рабочее тело” – информация;
-  с внешней средой взаимодействуют информационно;
-  осуществляют пространственно-временное, синтаксическое и семантическое  преобразование
информации;
-  способны изменять свою пространственно-временную конфигурацию;
-  имеют память;
-  содержат два вида программ: генетические (вложенные) и синергетические
(формируемые в процессе работы);
-  оперируют двумя видами информации: динамической (движущейся по
структуре –
информационный ток) и статической (информационный заряд);
-  адаптивны к внешней среде.

Рассмотрим варианты источников информации в различных ТКС,  для чего в рамках изучаемого курса введем классификацию ТКС по их назначению.
В процессе функционирования ТКС осуществляется преобразование исходной  информации источника к виду, удобному для передачи по каналу, представляющему собой конкретный физический носитель, и восстановление исходной информации из полученных данных с приемлемым для потребителя качеством. По характеру источника информации и методу формирования ее для передачи по каналу связи ТКС можно разделить на:
- замкнутые (закрытые), источником и получателем информации в которых является человек,  это-телефон, телеграф, локальные и глобальные компьютерные сети, системы радиосвязи и т. п.,   
-  незамкнутые (открытые), источником информации в которых является  внешняя среда, а получателем – человек, подразделяющиеся на три вида систем:
1 -  научно-исследовательские системы космических аппаратов;
2 - системы управления технологическими процессами, телеметрические
системы;
3 - системы видео-наблюдения, космического картографирования, метеослужбы
и телевидения.

Рассмотрим укрупненную структурную схему ТКС.
Безымянный

Источник информации создает сообщения, которые должны быть  переданы получателю (адресату). Сообщения могут иметь различный вид. Примеры: последовательность букв алфавита в телеграфии, телетайпе, некоторые функции времени в телефонии, радиосвязи, функции нескольких переменных, как в телевидении и т.д. Преобразователь выполняет функцию обработки и преобразования сообщений в последовательность символов для передачи по каналу связи. Передатчик в свою очередь формирует последовательность сигналов в соответствии с характеристиками данного канала. Канал – конкретная физическая среда, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику. Приемник, выполняя операцию, обратную по отношению к операции, производимой передатчиком, восстанавливает последовательность символов по сигналам. Обратный преобразователь восстанавливает сообщение из последовательности символов. Получатель – лицо или техническое устройство, которому предназначено сообщение.

В замкнутых ТКС источник информации генерирует случайную последовательность дискретных символов (телеграф, телетайп, клавиатура компьютера) или случайные сигналы, представляющие собой функции времени (телефон, радиосвязь). При этом структура преобразователя и структура ТКС для одного вида сигналов будут отличаться от соответствующей структуры для другого вида сигналов. Необходимо отметить, что статистические характеристики сигналов, представленных случайными последовательностями символов того или иного алфавита, а так же человеческой речи достаточно хорошо изучены, что позволяет использовать оптимальные методы кодирования сообщений. Если телеграф, телетайп, компьютерная сеть используют существующие (исторически или созданные ранее) “алфавиты”, то в случае цифровой телефонной или радиосвязи разработчик ТКС  вынужден формировать некоторый “алфавит”, применяя первичную обработку информации с целью дальнейшего оптимального кодирования для эффективного использования канала связи. Сокращение избыточности информации при первичной обработке может производиться до операции кодирования.

В незамкнутых ТКС источником информации является датчик, генерирующий непрерывный сигнал - случайную функцию времени одной или нескольких переменных. Задача создания “алфавита” для оптимального кодирования решается с помощью сложных алгоритмов с учетом как особенностей и статистических характеристик источника информации, так и с требованиями получателя. В простейшем случае сигнал, представляющий информацию, подвергается дискретизации  во времени и квантованию по уровню. Системы, как правило, строятся многоканальными. Отметим некоторые особенности каждого из типов незамкнутых систем.

В ТКС, предназначенных для сбора и передачи научной информации, источник информации является объектом исследования. При проектировании системы приходится постоянно искать компромисс между желанием получить как можно больший объем данных и возможностями реального канала связи. Функции преобразования информации зачастую ограничиваются операциями дискретизации и квантования.

В системах контроля и телеметрии характеристики источника информации известны, либо могут быть определены с требуемой точностью. Если статистики сигнала на интервале наблюдения известны, сигнал информации не несет. Интерес в данном случае представляют изменения сигнала в случайные моменты времени. Это обстоятельство позволяет применять в процессе преобразования сигнала эффективные алгоритмы обработки.
Системы видео-наблюдения и телевидение характеризуются наличием многоканального источника информации с параллельной обработкой входного сигнала. Первичное преобразование сигнала производится датчиком матричной структуры. Сигналы, поступающие в элементы матрицы, характеризуются высокими корреляционными связями, что позволяет в процессе преобразования сигналов широко использовать методы статистического кодирования.
Рассмотрим все многообразие сигналов, используемых для представления информации в ТКС. Дадим следующее общее определение сигнала: сигнал – есть зависимость одной величины от другой. С математической точки зрения сигнал является функцией. Наиболее часто сигнал является функцией времени. В системах оптической обработки информации, при обработке телевизионных сигналов приходится иметь дело с зависимостью интенсивности света от пространственных координат. Физическая природа сигналов может быть различной. Если специально не оговорено, в процессе изучения материалов курса под сигналом будет пониматься зависимость напряжения от времени.

Сигналы могут быть детерминированными и случайными. Детерминированный сигнал полностью известен – его значение в любой момент времени можно определить точно. Случайный сигнал в любой момент времени представляет собой случайную величину, которая принимает конкретные значения с некоторой вероятностью.

 

 

Периодический сигнал

Для периодического сигнала с периодом Т выполняется соотношение s(t+nT)=s(t) при любом t, где n – произвольное целое число. Если величина T является периодом сигнала s(t),то периодами для него будут и кратные ей значения. Величина, обратная периоду,  f=1/T называется частотой повторения сигнала. В теории сигналов часто  используется понятие круговой частоты .

Сигналы конечной длительности

Такие сигналы существуют на конечном временном интервале, т. е. отличны от нуля только на ограниченном промежутке времени.

 

Читайте также про:

Дата публикации:2012-10-20

Просмотров:1982

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.