1.1. Модель радиотехнической системы связи

Изучение принципов передачи информации принято проводить на основе обобщенной модели системы связи. Модель позволяет абстрагироваться от частных вопросов технической реализации конкретной системы и уяснить общие принципы и закономерности.

В общем виде модель РТС ПИ можно представить так, как показано на рис. 1.1.

КОДЕК

МОДЕМ

Рис. 1.1

Кратко охарактеризуем назначение и функции элементов модели.

1. Источник информации  это физический объект, система или явление, формирующие передаваемое сообщение. Сообщение  это значение или изменение некоторой физической величины, отражающие состояние объекта (системы или явления).

Первичные сообщения  речь, музыка, изображения, измерения параметров окружающей среды и т.д.  обычно представляют собой функции времени неэлектрической природы. Для передачи по каналу связи эти сообщения преобразуются в электрический сигнал, изменение которого во времени λ(t) отображает передаваемое сообщение.

Значительная часть передаваемых сообщений по своей природе не является сигналами (массивы чисел, текстовые или иные файлы и т.п.). Сообщения такого типа представляют в виде некоторых векторов Λ.

2. Кодер источника. Большинство исходных сообщений  речь, музыка, изображения и т.д.  предназначено для непосредственного восприятия органами чувств человека и плохо приспособлено для их эффективной передачи по каналам связи. Поэтому сообщения (λ(t) или Λ) обычно подвергаются кодированию.

Целью кодирования источника является преобразование различных сообщений в однообразную форму, упрощающую процесс передачи, а также сокращение объема информации в целях повышения скорости ее передачи или сокращения полосы частот, требуемых для передачи.

Кодирование источника называют экономным, или эффективным кодированием, а также сжатием данных.

3. Кодер канала. При передаче информации по каналу связи с помехами в принятых данных могут возникать ошибки.

Кодирование в канале, или помехоустойчивое кодирование, представляет собой способ обработки передаваемых данных, позволяющий обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие в процессе передачи по каналу с помехами.

4. Модулятор. Задача модулятора  преобразование закодированных сообщений в радиосигналы S(t), свойства которых позволяли бы передавать их по радиоканалу связи. При этом сигналы, принадлежащие множеству систем передачи информации, работающих в общем радиоканале, должны быть такими, чтобы обеспечивалась независимая передача сообщений от всех источников ко всем получателям информации.

Процедуру модуляции иногда называют наложением сообщения на сигнал, выступающий в качестве переносчика информации.

5. Канал связи. Радиотехнические системы передачи информации используют в качестве ее переносчика электромагнитные волны, или радиоволны, а в качестве среды распространения  окружающее пространство, или радиоканал. В радиоканале присутствуют помехи, обычно обозначаемые как n(t). Их может быть больше или меньше, но они обязательно есть.

Приемник. Назначение приемника РТС ПИ  с максимально возможной точностью по принятому колебанию U(t), представляющему собой сумму полезного сигнала S(t) и помехи n(t), воспроизвести на своем выходе переданное сообщение (t) или . Принятое сообщение из-за помех в общем случае отличается от посланного. Процесс воспроизведения оценки сообщения по принятому колебанию U(t) состоит из нескольких этапов.

6. Демодулятор. Приемник в первую очередь должен по принятому колебанию U(t) получить оценку кодовой последовательности Y, называемую принятой последовательностью r. Эта процедура называется демодуляцией, детектированием или приемом сигнала.

7. Декодер канала. Принятые последовательности r в общем случае могут отличаться от переданных кодовых слов Y, то есть содержать ошибки. Задача декодера канала  обнаружить и по возможности исправить эти ошибки. Процедура обнаружения и исправления ошибок в принятой последовательности r называется декодированием в канале.

8. Декодер источника. Поскольку информация источника (λ(t), Λ) в процессе передачи подвергалась кодированию в целях ее более компактного (или более удобного) представления, ее необходимо восстановить в исходном виде. Процедура восстановления ^* по X^* называется декодированием источника.