Процесс передачи информации
Общая схема системы передачи информации
Обобщенная структурная схема системы передачи информации (СПИ) изображена на рис. 7.1. В ее состав входят
ИИ – источник информации,
ПрС (КИ) – преобразователь сообщений (кодер источника),
КУ (КК) – кодирующее устройство (кодер канала),
М – модулятор,
ЛК – линейные каскады,
ДМ – демодулятор,
ДКУ – декодирующее устройство,
ДС – детектор сигнала
ПИ – получатель информации
Источник сообщений в общем случае образует совокупность ИИ (исследуемый или наблюдаемый объект) и ПрС. ПрС может выполнять две функции. Первая – преобразование сообщения любой физической природы (изображение, звуковой сигнал и т. п.) в первичный электрический сигнал S(t).
Рис. 7.1. Структурная схема СПИ
Вторая – преобразование большого объема алфавита сообщений в малый объем алфавита первичного сигнала (кодирование). Например, 32 буквы русского алфавита передаются посредством двух символов алфавита первичного сигнала — «0» и «1» или «-1» и «1». В этом случае первичный сигнал, однозначно соответствующий сообщению, представляет собой некоторую кодовую комбинацию.
В одних СПИ преобразователь сообщения выполняет обе функции — преобразование и кодирование (например, телеграфия), в других — только преобразование сообщения в электрический сигнал (например, телефония).
В состав передающего устройства может входить устройство, обеспечивающее помехоустойчивое кодирование – КУ (КК).
Первичный электрический сигнал, как правило, непосредственно не передается по линии связи. В передатчике первичный сигнал S(t) преобразуется во вторичный (высокочастотный) сигнал u(t), пригодный для передачи по линии связи. Такое преобразование осуществляется посредством М, который изменяет один из параметров высокочастотного колебания, создаваемого генератором высокой частоты, в соответствии с изменением первичного сигнала S(t).
В процессе передачи сигнала по линии связи он искажается помехой и на входе приемника отличается по форме от переданного. Приемное устройство обрабатывает принимаемый сигнал и восстанавливает по нему переданное сообщение. Принимаемый полезный высокочастотный сигнал фильтруется и усиливается ЛК приемного устройства и поступает на ДМ, в котором высокочастотный сигнал преобразуется в низкочастотный первичный сигнал.
В ДКУ низкочастотный сигнал преобразуется в кодовую комбинацию символов первичного сигнала. Одновременно в ДКУ осуществляются обнаружение и исправление искаженных символов первичного сигнала. Эта операция осуществляется в случае использования на передающей стороне помехоустойчивого кодирования. Таким образом, на выходе ДКУ имеется кодовая комбинация символов первичного сигнала, соответствующая передаваемому сообщению.
В результате различных искажений и воздействия помех пришедший сигнал может существенно отличаться от переданного. Задачей приемного устройства является решение о том, какое из возможных сообщений действительно передавалось источником. Для принятия такого решения принятый сигнал подвергается анализу с учетом всех сведений об источнике (вероятность передачи того или иного сообщения), о применяемом помехоустойчивом коде и виде модуляции, а также о свойствах помех. В результате такого анализа принимается решение о том, какое сообщение передано. Та часть приемного устройства, которая осуществляет анализ приходящего сигнала и принимает решение, называется решающей схемой.
В системах передачи непрерывных сообщений решающей схемой является ДМ, а ДКУ – отсутствует. В системах передачи дискретных сообщений решающая схема состоит из двух частей: ДМ и ДКУ. В некоторых СПИ роль решающей схемы полностью или частично выполняет человек. В общем случае на выходе ДКУ имеется кодовая комбинация символов первичного сигнала, соответствующая определенному сообщению. ДС преобразует кодовую комбинацию символов первичного сигнала в соответствующее сообщение, которое поступает на вход ПИ.
