9.5.4. Порівняльна оцінка систем з різним зворотним зв’язком

Системи з різними зворотними зв’язками мають певні переваги й недоліки, які треба врахувати при використанні цих систем. Перевага систем з І33 полягає в можливості невикористання простих кодів. Це обумовлює простоту їх технічної реалізації.

Для них є характерними простота роботи й висока достовірність передачі. Недоліки цих систем полягають у тому, що видача споживачу навіть правильно отриманої інформації затримується доти, доки після аналізу інформації не буде отримано сигнал підтвердження з передавальної сторони.

В системах з ІЗЗ однаково завантажені як прямий, так і зворотний канали зв’язку. Головна перевага систем з РЗЗ полягає в тому, що правильна інформація видається споживачеві майже без затримки.

Ці системи мають високу достовірність і низьку завантаженість зворотного каналу. До недоліків цих систем слід віднести необхідність використання коригувального коду.

Це обумовлює необхідність використання кодувальних і декодувальних пристроїв, що ускладнює будування й роботу апаратури. У них значно завантаженим є прямий канал.

Системи з комбінованим зворотним зв’язком мають певні комбінації властивостей, притаманних системам з інформаційним і розв´язувальним зворотним зв’язком. З дослідів видно, що коли завади в прямому й зворотному каналах однакові, то як інформаційний, так і розв´язувальний зворотний зв’язки забезпечують майже однакову достовірність.

Канали зв’язку в цілому також завантажені однаково. Системи з ІЗЗ доцільно розробляти й використовувати в тих випадках, коли потрібна максимальна простота будування системи й припускається затримка у використанні отриманої інформації. Якщо така затримка неприпустима, то слід використати систему з РЗЗ.

Практична реалізація розглянутих видів зворотного зв’язку дає можливість забезпечити потрібну достовірність передачі повідомлень системами при незначному їх ускладненні й допустимих економічних витратах.

10. Ефективність передачі інформації

10.1. Критерії ефективності передачі інформації

Ефективність — це здатність системи забезпечувати приймання, передачу, оброблення, перетворення й подання заданої кількості інформації найбільш економічним способом. Оскільки ці операції поєднані з певними витратами потужності, часу й апаратних засобів, то ефективність визначають як здатність системи забезпечувати виконання цих операцій з найменшими витратами потужності, часу, апаратури.

Найменші витрати часу пов’язані зі швидкістю передачі інформації. Тому одним з найважливіших критеріїв оцінювання ефективності системи є швидкість передачі інформації

,

(10.1)

де I — кількість інформації, яка передається (обробляється) системою за час Т.

Для порівняльного оцінювання ефективності різних систем можна використати критерій «питома швидкість передачі інформації»

R = = ,

(10.2)

де v — швидкість передачі інформації; F — смуга частот, яку займає сигнал під час передачі інформації.

Як критерій ефективності можна застосувати коефіцієнт використання потужності сигналу системи

(10.3)

або коефіцієнт змістовності сигналу

,

(10.4)

де — відношення потужності сигналу до потужності завади.

Розглянемо на окремих прикладах методику оцінювання ефективності інформаційних систем і методів передачі інформації.

Приклад 10.1. Оцінити ефективність передачі інформації за допомогою одиночних імпульсів, якщо їх тривалість , а ймовірність спотворення р_е.

Розв’язання. Оцінимо ефективність за формулою (10.1). Кількість інформації, яка передається, для зазначених умов знаходиться за виразом

I = logN + p_elogp_e + (1 — p_e)log(1  p_e),

де N  кількість символів, які передаються (тут N = 2); p_e — ймовірність спотворення символу.

Звідси ефективність передачі інформації одиничними імпульсами буде

.

(10.5)

При  = 0,001 с і p_e = 510^–4 отримаємо v = 1006,2 біт/с.

Якщо передача інформації здійснюється за допомогою одиничних прямокутних відеоімпульсів, то  = 1/F_c, а ефективність передачі

R = 1 + p_elogp_e + (1 – p_e)log (1 – p_e).

Приклад 10.2. Оцінити ефективність передачі інформації за допомогою інверсного коду, якщо k = 5, p_е = 10^–4, N = 27.

Розв’язання. Кількість інформації, яка передається, при однаковій ймовірності появи символів

I(x) = logN + pзlogpз + (1 – pз)log (1 – pз).

(10.6)

Тут n — кількість елементів інформації; p_з — імовірність спотворення кодової комбінації

р_з = p_н0 = ,

де p _е — імовірність спотворення одного розряду коду.

Звідси

v = ,

де 2k = n — довжина послідовного інверсного коду; Т — тривалість періоду тактової частоти.

Як критерій оцінювання ефективності використовують складність або потужність інформаційної системи у цілому. Система є кращою, якщо вона споживає менше енергії за одиницю часу при рівних функціональних можливостях. Як критерій складності можна вибрати кількість точок з'єднання (пайок) між елементами системи.