Основные характеристики систем связи

Система электросвязи должна быть построена так, чтобы вся информация, выдаваемая источником, попала к потребителю.

Качество передаваемой информации принято оценивать достоверностью передачи сообщений. Качественно достоверность характеризуется степенью соответствия принятого сообщения переданному сообщению. Снижение достоверности в канале связи происходит из-за действия помех и искажений. В правильно спроектированных каналах связи искажения можно скомпенсировать, и главной причиной снижения достоверности, т. е. снижения качества передачи информации будут помехи.

Способность системы связи противостоять вредному воздействию помех называется помехоустойчивостью системы. Количественная мера достоверности и помехоустойчивости зависти от характера передаваемых сообщений (речь, текст, музыка, изображение и т. д.). В настоящее время применяется два метода оценки качества передачи сообщений – прямой и косвенный.

Прямой мерой качества дискретных сообщений является относительное количество ошибочно принятых знаков (символов) сообщения а _пр получившее название – коэффициент ошибок:

(1.1)

где N_ОШ – число ошибочно принятых знаков (символов); N – общее число переданных знаков (символов) за время наблюдения t_Н.

Поскольку ошибки в канале возникают случайно, то коэффициент ошибок зависит от времени наблюдения. Поэтому в расчетах пользуются предельным значением

(1.2)

при достаточно большом времени наблюдения. В этом случае (практически уже при N_ОШ>20) предельное значение совпадает с вероятностью ошибки Р_ОШ:

(1.3)

где m – число опытов, в которых появилась ошибка; n – общее число опытов.

Швейцарский математик Я. Бернулли доказал, что вероятность случайного события Р(А) (в нашем случае Р_ОШ) есть частота его появления при неограниченном увеличении числа независимых однородных опытов n. С достаточной для практических вычислений точностью можно считать, что если число опытов m, в которых появилось событие А, больше 20, то частота появления случайного события ν =m/n численно совпадает с его вероятностью Р(А). Так, если из 50 принятых знаков (символов) два ошибочных, то частота появления ошибок ν =2/50=4·10^-2, если зафиксировано 40 ошибочных знаков из 1000 принятых, то можно считать, что вероятность ошибки Р_ОШ = 40/1000=4·10^-2.

Согласно рекомендациям Международного Консультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ) значение вероятности ошибки Р_ОШ должно быть:

Телеграфная связь	3·10-5
Передача данных	10-6
Международная телеграфная связь	10-6

Это достаточно жесткие требования к качеству, если учесть, что в коммутируемых каналах АТС вероятность ошибки может быть порядка 10^-2…10^-4, т.е. требуются специальные меры для исправления ошибок при декодировании.

5 К косвенным мерам относится оценка степени искажения формы принимаемых стандартных сигналов. Эти искажения нормируются для дискретных каналов. Имеются соотношения для пересчета искажений формы сигнала в вероятность ошибки.

Прямой мерой качества непрерывных сообщений является среднеквадратическое отклонение принятого сообщения от переданного:

(1.4)

где t _c - длительность сообщения (или время его наблюдения); а _п(t) – переданное сообщение; а _пр(t) – принятое сообщение.

Среднеквадратическое отклонение учитывает влияние на принятое сообщение а _пр(t) как помех, так и искажений.

Косвенная оценка качества передачи непрерывных сообщений производится по характеристикам каналов (частотным, фазовым, уровню помех и т. д.), по некоторым параметрам сигналов и помех (коэффициент искажений, отношение сигнал/помеха и т. д.). Например, качество телефонной связи можно оценить по разборчивости речи.

Прямые методы целесообразны в теоретических исследованиях и расчетах. Косвенные методы оценки качества передачи сообщений удобны в эксплуатации, количественно легко измеряются приборами и поэтому широко применяются на практике.

В системах передачи дискретных сообщений скорость передачи измеряется числом передаваемых символов в единицу времени. Количество передаваемой информации принято измерять в битах (двоичных единицах). Дискретный источник может обеспечить максимальную скорость выдачи информации (максимальную производительность):

(1.5)

где Т – длительность посылки; m – основание кода. При m=2, R_И=1/Т бит/с. Скорость передачи информации R_И численно равна технической скорости.

Универсальным показателем эффективности системы связи является коэффициент η, характеризующий использование системой пропускной способности канала η= R_И/С^{`</sup> - информационная эффективность (С<sup>`} - пропускная способность канала).