6.1: Інформаційна комунікація

Last updated
Save as PDF

Page ID: 33160

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Цілі навчання

Ознайомлення з предметом інформаційної комунікації та описується необхідність цифрової комунікаційної стратегії для усунення помилок.

Що стосується інженера зв'язку, сигнали висловлюють інформацію. Оскільки системи маніпулюють сигналами, вони також впливають на зміст інформації. Інформація надходить акуратно упакованої як в аналоговому, так і в цифровому вигляді. Мова, наприклад, явно є аналоговим сигналом, а комп'ютерні файли складаються з послідовності байтів, форми «дискретно-часового» сигналу при тому, що індексні послідовності позиції байта, а не тимчасової вибірки. Системи зв'язку прагнуть не маніпулювати інформацією, а передавати її з одного місця в інше, так званий зв'язок «точка-точка», з одного місця в багато інших, мовлення зв'язку або від багатьох до багатьох, як телефон конференц-дзвінок або чат. Системи зв'язку можуть бути принципово аналоговими, як радіо, або цифровими, як комп'ютерні мережі.

Цей розділ розробляє загальну теорію, яка лежить в основі того, як працюють такі системи. Ми описуємо та аналізуємо кілька таких систем, деякі старі, як AM радіо, деякі нові, як комп'ютерні мережі. На питання про те, що краще, аналоговий або цифровий зв'язок, було дано відповідь через фундаментальну роботу Клода Шеннона з теорії інформації, опубліковану в 1948 році, розробку дешевих високопродуктивних комп'ютерів та створення систем зв'язку з високою пропускною здатністю. Відповідь полягає в тому, щоб використовувати стратегію цифрової комунікації. У більшості випадків вам слід перетворити всі сигнали, що несуть інформацію, в дискретні, амплітудно-квантовані сигнали. Принципово цифрові сигнали, як комп'ютерні файли (які є окремим випадком символічних сигналів), знаходяться в належному вигляді. Через теорему вибірки ми знаємо, як перетворювати аналогові сигнали в цифрові. Шеннон показав, що потрапивши в такому вигляді, правильно спроектована система може передавати цифрову інформацію без помилок, незважаючи на те, що канал зв'язку наштовхує шум на всі передачі. Цей вражаючий результат не має аналога в аналогових системах; AM радіо залишиться галасливим. Зближення цих теоретичних та інженерних результатів у системах зв'язку мало важливі наслідки в інших сферах. Аудіо компакт-диск (CD) і цифровий відеодиск (DVD) в даний час вважаються цифровими системами зв'язку, з міркуваннями дизайну зв'язку використовуються протягом усього.

Повертаємося до фундаментальної моделі спілкування. Проектування комунікацій починається з двох основних міркувань.

Яка природа джерела інформації, і в якій мірі приймач може допускати помилки в отриманій інформації?
Які характеристики каналу і як вони впливають на переданий сигнал?

Коротше кажучи, що ми будемо надсилати і як ми будемо його надсилати? Цікаво, що цифрова, а також аналогова передача здійснюється за допомогою аналогових сигналів, таких як напруги в Ethernet (приклад провідного зв'язку) та електромагнітного випромінювання (бездротового) у стільниковому телефоні.